• Vinn-vinn Climeworks-anlegget i Zurich samler 900 tonn CO2 pr. år, og selger det til et nærtliggende drivhus. Ved å øke konsentrasjonen av CO2 i drivhus, kan planteproduksjonen øke med opptil 20 prosent. Foto: CLIMEWORKS/JULIA DUNLOP

  • Økt vekst Ved å øke konsentrasjonen av CO2 i drivhus, kan planteproduksjonen øke med opptil 20 prosent. Foto: CLIMEWORKS/JULIA DUNLOP

  • Lokker investorene Hydrokarbondrivstoff fra kanadiske Carbon Engineering. Bill Gates er en av flere som har investert store summer i selskapet. Foto: CARBON ENGINEERING

  • Månelanding? I disse igloene utenfor Reykjaviks geotermiske energianlegg blir karbonisert vann med resirkulert CO2 sendt flere hundre meter ned i bakken for mineralisering og lagring. Foto: MORTEN RISBERG

  • Karbonlagring Ólöf Baldursdóttir i Reykjavik Energy foran igloene utenfor Reykjaviks geotermiske energianlegg. Islands Carbfix-program har foreløpig fått levert én CO2-oppsamler fra Climeworks, men planen er å utvide med flere «innen kort tid». Foto: MORTEN RISBERG

  • Mer bestandig Tverrsnitt av basalt som er tilført karbonisert vann fra oppsamlet CO2. De hvite flekkene i steinen er kalsitt – resirkulert karbondioksid i fast form. Foto: MORTEN RISBERG

  • Skal utvide fangsten Islands Carbfix-program har foreløpig fått levert én CO2-oppsamler fra Climeworks, men planen er å utvide med flere «innen kort tid».

  • Forsker på flybiodrivstoff Forskningsprosjektet Access i regi av NASA, her fra en testflygning der et følgefly (bakerst) foretok målinger av utslippene fra testflyet foran. Et biodrivstoff laget av planteolje fra planten Camelina, hadde markant lavere klimagassutslipp. Foto: SCIENCE PHOTO LIBRARY/NTB SCANPIX

     

  • Gamle dekk, nye muligheter Anlegget til Black Bear Carbon i Nederland resirkulerer gamle bildekk til carbon black, og bidrar til produkter som sykkeldekk, blekk og maling, som ellers ville krevd uttak av ny råolje. Produksjonen avlaster også miljøet ved å redusere bren-ning av bildekk. Globalt brennes 70 prosent av alle bildekk, noe som utgjør et stort miljøproblem. Foto: MORTEN RISBERG

  • «The future of carbon black is green» Sekker med gjenvunnet carbon black fremstilt av brukte bildekk. Selskapet Black Bear Carbon, som selger stoffet til produsenter av maling, blekk, plast og sykkeldekk, har kontroll på resirkuleringsdelen av prosessen, men er avhengig av at andre industrier faktisk tar i bruk produktet. Foto: MORTEN RISBERG

Tatt rett ut av luften.

Tatt rett ut av luften.

Fra utgave: 2 / februar 2019

Fossile brennstoff og karbondioksid er i front i diskusjonen om klimaendringer og menneskelig påvirkning på miljøet. Cleantech-sektoren åpner nå muligheten for gjenbruk av karbon og ekstraksjon av atmosfærisk CO2 – til lagring, plantevekst og produksjon av syntetisk drivstoff.

Miljøvennlig teknologi. CO₂ blir definert som menneskets største negative påvirkning på dagens observerte klimaendringer, og det internasjonale engasjementet for reduserte utslipp har ført til et mangfold av tiltak for å begrense problemet – inkludert investeringer i teknologier og bedrifter i den såkalte cleantech-sektoren.

Cleantech (miljøvennlig teknologi) er et hett begrep for både verdens ledere og forskere så vel som i finansverdenen, og omhandler industri, produkter eller teknologi som reduserer negativ påvirkning på miljø og klima. De siste årene har sektoren sett en voldsom fremgang av investeringer og antall oppstartsbedrifter – alle med hensikt å avhjelpe miljøet.

Fakta

CO₂ i atmosfæren.

/ CO2 (karbondioksid) i atmosfæren er estimert å bidra til 20 prosent av den totale drivhuseffekten.

/ Menneskeskapt utslipp av CO2 kommer hovedsakelig fra fossile brennstoff som kull, olje og gass.

/ I 2014 var CO2-konsentrasjonen i atmosfæren 43 prosent høyere (397,2 ppm – parts per million) enn før den industrielle revolusjonen (280 ppm)

/ I 2017 overskred konsentrasjonen av CO2 i atmosfæren 400 ppm, og verden totalt hadde et samlet utslipp på 38,2 milliarder tonn.

/ Et gjennomsnittlig tre vil absorbere ett tonn CO2 i løpet av 40 år.

 

Cleantech favner et vidt spekter av sektorer, blant annet strøm og energi fra sol, vind og vannkraft, elektriske transportmidler, biodrivstoff, miljøvennlige materialer, software, og resirkulering.

Verdens meteorologiorganisasjons årlige rapport om drivhusgasser viste at CO₂-konsentrasjonen i atmosfæren hadde hatt en videre økning i 2017, og var dermed den høyeste på 3 millioner år. Rapporten legger også vekt på langtidseffekten av utslippene:

«CO₂ forblir i atmosfæren i flere hundre år, og i havene enda lenger. Foreløpig er det ingen tryllestav som kan fjerne all overflødig CO₂ fra atmosfæren.» Slik kommenterer generalsekretæren i organisasjonen, Elena Manaenkova, utviklingen.

Her kommer cleantech inn i bildet. 

Tenker nytt. Karbonfangst er en kjent teknologi som innebærer fangst av CO₂ direkte fra forbrenningsprosesser og produksjonsanlegg – hvilket er et utbredt tiltak i industrier med CO₂-utslipp. Teknologien fjerner ved en slik utnyttelse derimot ikke noe av karbondioksidet som allerede er blitt sluppet ut.

En ny retning innen cleantech ønsker nå å hente CO₂ direkte fra luften, noe som dermed vil redusere den eksisterende konsentrasjonen av klimagassen i atmosfæren. Teknologien heter Direct Air Capture (DAC), og utvikles blant annet av sveitsiske Climeworks. Selskapet produserer en modul de kaller «CO₂-oppsamler» – en strømdrevet turbin som inneholder filtre som separerer CO₂ fra vanlig luft. Filtrene blir der-etter varmet opp til 80–100 grader, hvilket frigjør molekylene til oppsamling.

«Hver turbin kan årlig samle opp 50 tonn CO₂ fra luften, men vi kan stable disse til større enheter. Vårt første anlegg i Zürich består for eksempel av 18 turbiner – med en kapasitet på 900 tonn pr. år. Dette tilsvarer CO₂-utslippet til noen tusen husholdninger, forklarer kommunikasjonsansvarlig i Climeworks, Louise Clark.

Climeworks – som har som mål å fange opp 1 prosent av verdens CO₂-utslipp innen 2025 – selger CO₂-en som blir fanget opp av enhetene i Zürich, direkte til et nærliggende drivhus som bruker CO₂-gassen til å effektivisere planteveksten. Drivhuset ville ellers brukt fossile kilder til et slikt CO₂-tilskudd.

«Plantevekst er likevel bare ett av bruksområdene for CO₂-en vi samler opp. Vi er også i gang med et nytt samarbeid som innebærer bruk av resirkulert CO₂ til
å lage syntetisk drivstoff», sier Clark.

Drivstoff av resirkulert CO2. Produksjon av syntetisk, karbonbasert drivstoff fra resirkulert CO₂ er en relativt ny teknologi, og er foreløpig under utvikling hos blant annet Carbon Engineering i Canada og norske Nordic Blue Crude – som har inngått samarbeidsavtalen med Climeworks. Det norske selskapet planlegger å bygge en fabrikk på Herøya industripark – og planene inkluderer 36 CO₂-fangere fra Climeworks som skal bidra med resirkulert karbondioksid.

«Vi ønsker å starte utbyggingen i 2019, og ha et fullt produksjonsår i 2021 – som innebærer 10 millioner liter drivstoff», sier Gunnar Holen, daglig leder i Nordic Blue Crude. «Drivstoffet vårt har de samme egenskapene som tradisjonell flybensin og diesel – og kan derfor benytte seg av eksisterende infrastruktur. Det kan distribueres ved vanlige bensinstasjoner og flyplasser, og fylles på normale flyturbiner og dieselmotorer.»

Nordic Blue Crude ønsker å rette virksomheten mot den delen av transportsektoren som er vanskelig å gjøre elektrisk – nemlig tungtransport som fly og tankere. Drivstoffet lages av CO₂, elektrisitet, og ferskvann – som spaltes til hydrogen og oksygen via reversibel elektrolyse. Deretter vil CO₂ reagere med hydrogenet i en reaktor som skaper hydrokarbonvæsken – det ferdige drivstoffet. Prosessen krever store mengder energi, og billig strøm blir derfor en nødvendighet for å holde produksjonskostnadene nede.

«Norge har et stort potensial for denne typen teknologi, her hvor vi produserer rikelige mengder strøm fra fornybare energikilder – i motsetning til for eksempel Tyskland, der
70 prosent av den produserte strømmen kommer fra ikke-fornybare kilder», sier Holen.

Han er ikke alene om å peke på Norge med sine fornybare strømressurser som en attraktiv lokasjon for strømkrevende cleantech-satsinger. Men bildet er ikke fullt så enkelt, for strømmen fra norske fosser strømmer på tvers av landegrensene: Til tross for at Norge produserer 98 prosent fornybar energi, så er cirka halvparten av det vi selv bruker – som del av det europeiske kraftmarkedet – fossil varmekraft. Mot et tillegg i prisen har bedrifter som ønsker å påberope seg at de bruker fossilfri strøm, mulighet til å kjøpe seg en såkalt opprinnelsesgaranti. (Andelen strøm som omsettes med opprinnelsesgaranti i Norge var kun 19 prosent i 2017).

Holen i Nordic Blue Crude sier de har sett på muligheten for å ta i bruk en slik ordning. Climeworks’ løsning for fangst av atmosfærisk CO₂ er foreløpig en kostbar investering. Modulene fra det sveitsiske selskapet er en viktig del av byggeplanene, men kun 5 prosent av karbondioksidet til det nye drivstoffet vil komme fra Climeworks-enhetene. Resten vil komme fra mer «tradisjonell», direkte karbonfangst fra utslipp på industriområdet i Telemark. Målsetningen for Nordic Blue Crude er å bygge anlegg som utelukkende fanger CO2 fra luften, sier Holen.

Louise Clark i Climeworks sier selskapet nå jobber hardt for å kutte produksjonskostnadene for denne teknologien.

Syntetisk drivstoff er blitt kritisert for å tillate videre bruk av forbrenningsmotorer når verden forsøker å gå over til elektriske transportmidler. I tillegg kan det virke mot sin hensikt å bruke oppsamlet CO₂ til drivstoff som ved forbrenning på nytt sender klimagasser tilbake i atmosfæren. Syntetisk hydrokarbondrivstoff eller biodrivstoff vil imidlertid bidra til en reduksjon av fossile utslipp.

CO₂–konsentrasjonen i utslippene fra produksjonskilder er adskillig høyere enn i atmosfæren, 10 prosent mot kun 0,04 prosent, noe som gjør tradisjonell karbonfangst mye mer kostnadseffektiv enn ekstraksjon fra luften, forklarer Jennifer Wilcox fra Colorado School of Mines til The Economist. 

Underjordisk lagring. Climeworks har på tross av høye kostnader hatt stor pågang fra mulige samarbeidspartnere. Selskapet har blant annet nylig installert en DAC-enhet i Italia, hvor CO₂ selges til leskedrikkprodusenter for å lage karbonisert vann. Et annet prosjekt foregår på Island, hvor oppsamlet, atmosfærisk CO₂ brukes til underjordisk lagring.

Carbfix er karbonlagringsprosjektet til Reykavik Energy. Prosjektet fanger opp utslipp av CO₂ fra geotermiske kilder, som er Islands primære energikilde. Gassen blir deretter blandet med vann og sendt under jorden for lagring. Carbfix inngikk i 2017 et samarbeid med Climeworks for å undersøke mulighetene for å kombinere de to teknologiene. Climeworks installerte derfor én enhet på Reykjavik Energys geotermiske kraftverk, som samler CO₂ fra luften før det sendes inn i Carbfix-prosessen for lagring.

«Vi tar CO₂ fra begge kildene og blander dette med ferskvann. Det karboniserte vannet blir deretter sendt flere hundre meter ned i bakken til basalten som ligger under oss. Denne bergarten er porøs med hulrom, og det karbonrike vannet fyller opp luftrommene. Tester viser at dette mineraliseres til fast kalsitt i løpet av kun to år – og dette er en mye tryggere og mer stabil lagringsform enn for eksempel gass», sier Ólöf Baldursdóttir i Reykjavik Energy.

«Vi tar CO₂ fra begge kildene og blander dette med ferskvann. Det karboniserte vannet blir deretter sendt flere hundre meter ned i bakken til basalten som ligger under oss. Denne bergarten er porøs med hulrom, og det karbonrike vannet fyller opp luftrommene. Tester viser at dette mineraliseres til fast kalsitt i løpet av kun to år – og dette er en mye tryggere og mer stabil lagringsform enn for eksempel gass», sier Ólöf Baldursdóttir i Reykjavik Energy.

Hun går entusiastisk rundt på det høyteknologiske anlegget utenfor Reykjavik, og peker på turbiner, rør og gasstanker, som alle er med på prosessen av å sende klimagass til lagring under jorden. Foreløpig er det kun én Climeworks-enhet som henter CO₂ fra atmosfæren, men det planlegges å installere flere etter at forsøksprosjektet har vist gode resultater.

Baldursdóttir innser at det foreløpige bidraget fra DAC-enheten ikke vil ha noe merkbar effekt på klimaet, men mener suksessen ligger i at det faktisk fungerer.

«Det vi gjør her, vil ikke være tilstrekkelig for å ordne klimaproblemet verden har, men det er ett av mange bidrag som kan være med på å hjelpe.»

Kombinasjon av teknologier. En annen, sentral form for lagring av atmosfærisk CO₂ kalles BECCS (Bioenergy with carbon capture and storage), som kombinerer bioenergi med karbonfangst og lagring. Kilden til bioenergi – i form av skogsområder eller jordbruk – vil først absorbere karbondioksid under vekstfasen, før biomassen blir sendt til strømproduksjon. Her blir utslipp av CO₂ fanget direkte fra forbrenningskilden, som deretter blir sendt til lagring i dypbergarter.

Denne energiproduksjonen blir dermed «karbonnegativ», og teknologien har på kort tid seilet opp som en av de mer optimistiske karbonreduserende tiltakene innenfor cleantech, og er en kritisk brikke i IPCCs modeller for å nå 2-
gradersmålet satt i Parisavtalen, som i 2018 ble justert til 1,5 grader.

Det britiske vitenskapssamfunnet Royal Society anslo også tidlig at bruk av BECCS ville redusere atmosfærisk CO₂ med mellom 50 og 150 ppm (milliondeler).  Baksiden med teknologien er arealbehovet til produksjon av biomasse.

Foreløpige estimater anslår at verden vil trenge mellom 3,2 og 9,7 millioner kvadratkilometer for at BECCS skal bidra med ønsket effekt – et areal som tilsvarer landmassen til henholdsvis India og Canada – skriver The Economist.

Eksperter stiller seg derfor tvilende til at BECCS-teknologien vil få tilgang til store nok områder med dyrkbar mark – fremtidig matproduksjon og jordbruk tatt i betraktning.

Et annet karbonreduserende tiltak som IPCC tar med i beregningene innebærer å gjøre havområder mer alkaliske, ved å tilføre kalsium og magnesium
i vannet – som igjen fører til en mer effektiv absor-bering av CO₂ i havet.

Så langt finnes kun 17 anlegg i verden som klarer å lagre karbon i størrelser av én million tonn pr. år. Dette vil dermed ha en marginal effekt på verdens totale CO₂-utslipp, som i 2017 var på over 38 milliarder tonn. Her må man med andre ord sette alle kluter til.

Gjenbruk av karbonholdige produkter. I tillegg til å fange opp, gjenbruke og lagre CO₂, har cleantech-sektoren nå begynt å legge vekt på resirkulering av karbonbaserte produkter, for å minske behovet for uttak og bruk av fossile brennstoff. Et eksempel på dette er såkalt carbon black.

Blant produkter fra fossile brennstoff er carbon black et ofte glemt tema. Stoffet blir gjerne feilaktig sammenlignet med sot, men carbon black er et industrielt petroleumsprodukt med spesifikke egenskaper som brukes i bildekk, maling, plast og blekk. Carbon black er tradisjonelt blitt produsert ved ufullstendig forbrenning av råolje, noe som forårsaker store mengder luftforurensning og utslipp.

«For å produsere ett kilo med tradisjonell carbon black, trenger man 2,5 kilo råolje. Dekkindustrien alene krever årlig over 7 millioner tonn carbon black. Det sier seg selv at dette bidrar til store klimautslipp», sier Troy Huijskens i Black Bear Carbon, et nederlandsk cleantech-startup som har utviklet en teknologi for å resirkulere gamle bildekk og spalte disse til gjenvinnbar carbon black, olje og gass.

Dekkene blir delt opp i mindre og mindre biter, før de blir utsatt for spalting gjennom pyrolyse, som separerer bestanddelene. Carbon black-delen, som utgjør 40 prosent av dekket, kan deretter selges til produsenter av blant annet sykkeldekk og maling som tidligere brukte carbon black derivert fra råolje.

«Oljen som splittes fra dekkrestene, blir brukt til strømforsyning til anlegget – som gjør oss til en sirkulær økonomi», sier Huijskens med et smil. Han hevder at ett av deres anlegg kan fange karbon og CO₂ tilsvarende én million trær. Selskapets mål er 1000 anlegg over hele verden – noe som dermed skulle tilsvare 1 milliard trær.

«I tillegg til å minske utslipp og bruk av fossile brennstoff, er håndtering av brukte bildekk et globalt avfallsproblem, og en stor belastning for miljøet. Dekkbranner forårsaker store mengder utslipp, og i sørligere strøk er det kjent at dynger med bildekk er perfekte yngleplasser for malariamygg», sier Huijskens.

Ingen quickfix. Han forteller at resirkulert carbon black ennå ikke kan brukes til hovedforbrukeren av stoffet – nye bildekk. Dette er på grunn av at dekkprodusentene krever forskjellige graderinger av carbon black, mens en resirkulering foreløpig kun kan gjenskape visse typer.

Det resirkulerte karbonproduktet kan likevel selges til produsenter av sykkeldekk, blekk og maling – som ellers ville hatt et stort forbruk av fersk råolje.

Selv om Black Bear Carbon har en miljøvennlig merkelapp, kommer man ikke unna faktumet at produktet som selskapets økonomi er avhengig av – bildekk – har et meget forurensende livsløp, med høyt utslipp av blant annet CO₂ og mikroplast. Tilskuddet av resirkulert carbon black i produksjonssyklusen vil enn så lenge likevel kunne fungere som et mindre klima-fiendtlig alternativ enn tradisjonell produksjon.

Latenstiden i atmosfæren og havet fører til at drivhusgassene blir værende i flere hundre år, og vil påvirke mangfoldige generasjoner i fremtiden. Med det som utgangspunkt, kan resirkulering av karbon og uthenting av atmosfærisk CO₂ bidra til å gi nytt håp – såfremt det er praktisk og finansielt realistisk.

Finansbegrepet cleantech passer godt inn i det moderne, miljøvennlige paradigmet og gir en arena for investeringer som ønsker å ha en grønn merkelapp. Hver nye teknologi står imidlertid for et begrenset bidrag, og et enkelt prosjekt vil ikke ordne klimaproblemet.

I sum kan de kanskje begynne å ligne på noe.