Til hovedinnhold

ELEGANCY – Oppnå en lavkarbonøkonomi via hydrogen og CCS

ELEGANCY – Oppnå en lavkarbonøkonomi via hydrogen og CCS

Publisert 18. september 2017

CO2-fangst, -transport og -lagring (CCS) er den eneste teknologien som kan redusere CO2 -utslipp fra fossile drivstoff i betydelig grad og er ifølge IPCCs femte hovedrapport en vesentlig komponent i 114 av 120 scenarier med global oppvarming på 0,9–2,3 °C sammenlignet med det pre-industrielle nivået.

ELEGANCY er et ERA-Net Cofund ACT-prosjekt som startet i september 2017.

Uten CCS vil det faktisk være ekstremt vanskelig å holde den globale temperaturøkningen innenfor grensene fastsatt i Paris-avtalen. CCS er også den eneste måten å oppnå betydelige utslippskutt i for eksempel stål- og sementindustrien og den petrokjemiske industrien. Likevel er det stor avstand mellom politiske ambisjoner og tilgjengelig teknologi – og industriens evne til å ta i bruk nye metoder. Dette skyldes i hovedsak mangelen på en forretningsmodell: kostnadene kommer umiddelbart, mens fordelene er langsiktige. På samme måte ser vi at innføringen av hydrogen (H2) som lavkarbonbrensel til oppvarming, kjøling, transport og industriprosesser har skjedd langsommere enn ønsket. Siden produksjon av H2 fra naturgass (NG) også fører til produksjon av CO2 ved bruk av eksisterende eller nye metoder, kan dette imidlertid bli den nødvendige økonomiske pådriveren for å få fortgang i den kommersielle CCS-utrullingen.

Gjennom ELEGANCY-prosjektet oppnås tre sentrale fordeler:

  1. dekarbonisering av strøm, varme og transport basert på eksisterende brensel og infrastruktur
  2. en kommersiell modell for industriell CCS
  3. en mulighet til å øke bevisstheten om CCS i befolkningen.

Dette omfatter storskala transport av CO2 samt en lagringsinfrastruktur til bruk i andre sektorer, i tillegg til infrastruktur for rask innføring av H2 som energibærer, noe som dermed også åpner dørene for H2 produsert fra overskuddskapasitet i forbindelse med fornybare kilder. Prosjektet vil også legge til rette for at Europa kan eksportere omfattende kunnskap, produkter og teknologier over hele verden.

Med utgangspunkt i de revolusjonerende resultatene fra DYNAMIS-prosjektet vil ELEGANCY FoU sørge for innovative og banebrytende løsninger på tekniske nøkkelutfordringer for H2-CCS-kjeder (se figuren) – både på system- og komponent-nivå. Dette inkluderer transport, injeksjon og lagring av CO2, i tillegg til separasjon av H2 og CO2, som gir en direkte økning i teknologisk modenhetsnivå (TRL – Technology Readiness Level) for utvalgte komponenter til nivå 5 i tilfeller der storskala demonstrasjon er mulig. ELEGANCY vil framskaffe nye og nøyaktige forsøksdata ved bruk av forskningsinfrastruktur i verdensklasse, som for eksempel ECCSEL og EPOS. For å legge til rette for bruk av denne forskningen skal ELEGANCY også utvikle et innovativt designverktøy med åpen kildekode for en fullt integrert H2-CCS-kjede. Prosjektet skal også, gjennom en fullt integrert tilnærming, studere muligheter for forretningsutvikling, befolkningens oppfatning av CCS samt eventuelle miljøaspekter ved H2-CCS-kjeder. Målet: å få fortgang i europeisk CCS opp på 2020-tallet.

ELEGANCY skal deretter bruke alle sine forskningsresultater, teknologier og verktøy i fem nasjonale case-studier for å identifisere kostnadseffektive muligheter for H2-CCS for hvert av landene som er representert i konsortiet. Dette omfatter:

  • Nederland: dekarbonisere industrien ved å spesifisere en omfattende H2-CCS verdikjede.
  • Sveits: dekarbonisere veitransporten, få fortgang i veikartet for CCS/geotermisk energi og studere karbonnegative løsninger, som kan gi nødvendig rom for overgangen til en lavkarbonøkonomi.
  • Storbritannia: få store byer over på et rent H2-nettverk, ved å bygge på Leeds City Gate H21-prosjektet.
  • Tyskland: få fortgang i dekarboniseringen av gassinfrastrukturen via en H2-CCS-kjede – enten et rent hydrogennett, eller ved å blande hydrogen i det eksisterende naturgassnettet.
  • Norge: utvikle et optimalt investeringsscenario for infrastruktur for eksport og bruk av H2.

Kort fortalt er H2-CCS en svært fleksibel strategi for å framskynde CCS-utrullingen, og den kan lett tilpasses infrastrukturen i de ulike europeiske landene, i tillegg til forskjellige sosiale, økonomiske og politiske betingelser.

Partnerne i ELEGANCY-prosjektet er verdensledende på sine respektive felt og består ikke bare av høyt respekterte forskningsinstitusjoner og juridiske eksperter, men også teknologileverandører, operatører av naturgassnett og internasjonale energi- og petrokjemi-selskaper. Industripartnere vil spille en viktig rolle i gjennomføringen av prosjektet: forskningsresultatene vil bli vurdert av INEOS, Open Grid Europe og Gassco med tanke på potensial og relevans; Climeworks, Uniper Energy Storage og Aker Solutions vil utvikle og evaluere teknologiene; og GERG og Scottish Enterprise vil sørge for best mulig formidling av nøkkelresultater.

Vitenskapelige, teknologiske og kommersielle mål og utfordringer
Det er svært viktig at man tar en avgjørelse om fullskala CCS-utrulling slik at Europa kan sette i gang den store utbyggingen som er nødvendig for å levere i tråd med Paris-avtalen – og unngå irreversible klimaendringer. ELEGANCY er spesielt utviklet for å sikre at man har den kunnskap som trengs for å kunne ta slike avgjørelser.

Hovedmål:
Få fortgang i dekarboniseringen av Europas energisystemer ved å utnytte synergiene mellom to nøkkel-lavkarbonløsninger: CCS og H2. Derfor skal ELEGANCY:

  • utvikle og demonstrere effektive CCS-teknologier med stor industriell relevans.
  • identifisere og fremme forretningsmuligheter for industriell CCS ved bruk av H2 som viktigste energibærer, gjennom fem nasjonale case-studier.
  • validere nøkkelelementer i CCS-kjeden gjennom banebrytende pilot- og laboratorieforsøk ved bruk av bl.a. forskningsinfrastrukturene ECCSEL og EPOS.
  • optimalisere kombinerte systemer for H2-produksjon og H2-CO2-separasjon ved å kombinere grunnleggende forskning med teknologiske nyvinninger, som er nødvendig for å oppnå høyere TRL-nivå for disse systemene.
  • framskaffe forsøksdata og validerte modeller som kan redusere risikoen ved lagring av CO2 produsert når H2 lages ved NG-reformering .
  • legge til rette for sikker, kostnadseffektiv design og drift av nøkkelelementer i CCS-kjeden gjennom å utvikle banebrytende, innovative design- og simuleringsverktøy.
  • framskaffe et teknisk-økonomiske design- og simuleringsverktøy med åpen kildekode for hele CCS-kjeden, som inkluderer H2 som energibærer.
  • evaluere oppslutningen i samfunnet om nøkkelelementer av CCS, og muliggjøre tidlig identifisering og begrensing av risiko.

Partnere:

Forskningsinstitusjoner:

  • SINTEF Energy Research
  • British Geological Survey
  • Paul Scherrer Institute
  • Energy Research Centre of the Netherlands
  • Netherlands Organisation for Applied Scientific Research
  • Swerea MEFOS
  • Imperial College London
  • ETH Zürich
  • Ruhr-University Bochum
  • Utrecht University

Industri

  • Aker Solutions
  • Gassco AS
  • INEOS Chemicals Grangemouth Limited
  • Climeworks AG
  • Open Grid Europe
  • Uniper Energy Storage
  • Groupe Européen de Recherches Gazières
  • Arntzen de Besche
  • Scottish Enterprise
  • Sustainable Decisions Ltd
  • First Climate AG

Acknowledgement:
ACT ELEGANCY, Project No 271498, has received funding from DETEC (CH), FZJ/PtJ (DE), RVO (NL), Gassnova (NO), BEIS (UK) and Gassco AS, and is cofunded by the European Commission under the Horizon 2020 programme, ACT Grant Agreement No 691712.


Prosjektvarighet

2017 - 2020