Kolefnisbinding í bergi: Nýr vistvænn iðnaður

Starfsmenn Carbfix skrifa um kolefnisförgun og nýtt fjölþjóðlegt samstarf félagsins í grein sem birtist fyrst í Vísbendingu.

Auglýsing

Það eru ekki aðeins tré sem binda koldí­oxíð í nátt­úr­unni. Gríð­ar­legt magn af koldí­oxíði er nátt­úru­lega bundið í stein­dum í bergi. Á und­an­förnum árum hefur vís­inda­mönnum tek­ist að beisla þetta nátt­úru­lega ferli kolefn­is­bind­ing­ar. Aðferð­in, sem nefn­ist Car­bfix, gerir okkur kleift að stein­gera koldí­oxíð á örfáum árum í stað árþús­unda. Nú þegar styrkur koldí­oxíðs eykst hratt í and­rúms­loft­inu og veldur óaft­ur­kræfum breyt­ingum á vist­kerf­inu og lífs­skil­yrðum manna er brýn þörf á nýstár­legum tækni­lausnum sem binda koldí­oxíð á öruggan og var­an­legan hátt.

Að stein­gera gas á tveimur árum

Að stein­gera gas­teg­und hljómar eins og töfrar en er í reynd ekki svo flók­ið. Car­bfix aðferðin virkar þannig að koldí­oxíð er leyst í vatni áður en því er dælt niður í berggrunn­inn. Með því að leysa koldí­oxíð í vatni verður til kol­sýrt vatn, eins konar sóda­vatn. Kol­sýrt vatn er þyngra en vatnið sem fyrir er í berggrunn­inum og rís því ekki til yfir­borðs þegar því er dælt nið­ur, heldur sekkur dýpra – og því er ekki hætt á að koldí­oxíðið losni aftur út í and­rúms­loft­ið. Þetta súra vatn leysir málma á borð við kalk, magnesíum og járn úr berg­inu, sem bland­ast vökv­an­um. Ungt basalt, líkt og það sem þekur megnið af Íslandi, er sér­stak­lega ríkt af þessum málm­um. Með tím­anum bind­ast málm­arnir koldí­oxíð­inu og mynda stein­dir sem fylla upp í hol­rými í berg­inu, svo­kall­aðar kar­bónat­steind­ir. Stein­d­irnar hald­ast stöðugar í þús­undir ára og því er koldí­oxíðið var­an­lega bund­ið. 

Car­bfix hópnum tókst að sýna fram á að yfir 95% þess koldí­oxíðs sem dælt var niður í basalt­mynd­anir á Hell­is­heiði varð að stein­dum innan tveggja ára – mun fyrr en áður var talið mögu­legt .  Áskorun næstu ára og ára­tuga felst í því að fanga koldí­oxíð í miklu magni og dæla því niður í réttu berg­lögin á hag­kvæman hátt – leysa það í vatni og stein­renna það djúpt í jörðu.

Auglýsing

Nægt geymslu­pláss á Íslandi

Car­bfix ohf. var stofnað sem dótt­ur­fyr­ir­tæki Orku­veitu Reykja­víkur í lok árs 2019 eftir langan aðdrag­anda í formi rann­sókna, nýsköp­unar og tækni­þró­un­ar. Frá árinu 2007 hefur Car­bfix gengið í gegnum öll stig tækni­þró­un­ar; frá hug­mynd til við­ur­kenndrar aðferðar og stofnun fyr­ir­tæk­is. Car­bfix er með fyrstu fyr­ir­tækjum heims sem sér­hæfa sig í var­an­legri bind­ingu koldí­oxíðs í jarð­lögum og lyk­il­hlutar tækn­innar eru í alþjóð­legu einka­leyf­is­ferli.

Car­bfix kolefn­is­förg­un­ar­að­ferðin þarf ein­göngu þrjú hrá­efni: Hent­ugt berg, vatn og koldí­oxíð. Hent­ugt berg er að finna víða í heim­inum og þekur u.þ.b. 5% af landmassa jarðar og megnið af hafs­botn­in­um. Nán­ast allur berggrunnur Íslands hentar fyrir Car­bfix aðferð­ina en geymslu­geta koldí­oxíðs hér á landi er mæld í þús­undum millj­arða tonna, sem er marg­falt meira en árleg losun mann­kyns.

Oft var þörf en nú er nauð­syn

Par­ís­ar­sam­komu­lag­ið, sem und­ir­ritað var árið 2015, bygg­ist á skuld­bind­ingu ríkja heims að draga hratt úr losun gróð­ur­húsa­loft­teg­unda til að tryggja að hlýnun jarðar hald­ist innan við 2°C á þess­ari öld . Það liggur ljóst fyrir að þessum mark­miðum verður ekki náð án stór­tækrar nið­ur­dæl­ingar koldí­oxíðs í jarð­lög. 

Sam­kvæmt skýrslu Alþjóða­orku­mála­stofn­un­ar­innar þarf nið­ur­dæl­ing koldí­oxíðs að nema yfir 100 millj­örðum tonna á heims­vísu til árs­ins 2060 til að ná mark­miðum Par­ís­ar­sam­komu­lags­ins . Þetta eru engar smá­töl­ur. Ef við ímyndum okkur að í stað vatns sé Gull­foss gerður úr koldí­oxíði á vökva­formi, þá jafn­gildir þetta magn stöð­ugu rennsli Gull­foss næstu 40 árin. Alþjóða­sam­fé­lagið hefur hingað til ein­blínt á svo­kall­aða kolefn­is­geymslu þ.e. að dæla koldí­oxíði á vökva­formi djúpt ofan í tómar gas- og olíu­lind­ir. Þannig er koldí­oxíð­inu skilað aftur þaðan sem það kom upp­haf­lega. Á hinn bóg­inn bygg­ist Car­bfix aðferðin ekki á geymslu heldur var­an­legri kolefn­is­förg­un, sem sýnt hefur verið að sé sam­keppn­is­hæf og hefur opnað á stór svæði í heim­inum þar sem nið­ur­dæl­ing á koldí­oxíði hefur ekki áður verið talin fýsi­leg.

Minnkuð losun ekki í boði fyrir alla

Þau sem hafa notað kolefn­is­reikni EFLU  hafa rekið sig á að hvernig sem við stillum svörin okk­ar, er nán­ast ómögu­legt fyrir Íslend­ing að ná kolefn­is­spori sínu niður fyrir 4 tonn á ári. Það er m.a. vegna þess að allt að helm­ingur af kolefn­is­spori ein­stak­lings á rætur sínar að rekja í fram­leiðslu þeirrar steypu og málma sem fara í bygg­ingu hús­næð­is.

Í sumum iðn­greinum eru mögu­leikar á að draga úr koldí­oxíð­losun afar tak­mark­að­ir. Þar á meðal er grund­vall­ar­iðn­aður á borð við stál- og sem­ents­fram­leiðslu, sem er ábyrgur fyrir 10-14% af árlegri losun mann­kyns. Í þessum iðn­aði er myndun koldí­oxíðs órjúf­an­legur hluti af fram­leiðslu­ferl­inu, óháð upp­runa orkunn­ar, og því er föngun koldí­oxíðs við strompana eina leiðin til að tak­marka los­un. Á kom­andi ára­tug mun fara fram mik­ill sam­kvæm­is­leikur þar sem iðn­aður og stærri fyr­ir­tæki munu máta sig við mis­mun­andi tækni­lausnir í föngun og förgun koldí­oxíðs. Þar getur Car­bfix spilað stórt hlut­verk.

Sam­keppn­is­hæfur val­kostur

Þrátt fyrir að þörfin fyrir föngun og nið­ur­dæl­ingu koldí­oxíðs sé gríð­ar­leg hefur reynst erfitt að koma nýjum verk­efnum á lagg­irn­ar. Ástæða þess er fyrst og fremst skortur á hvötum og kvöðum til að draga úr losun koldí­oxíðs. Það virð­ist þó heldur vera að breyt­ast. 

Við­skipta­kerfi ESB með los­un­ar­heim­ildir (e. EU Emission Tra­d­ing System, ETS) sem sett var á lagg­irnar árið 2005 fól í sér fram­sýnt skref til að skapa markað þar sem fyr­ir­tæki geta keypt og selt los­un­ar­heim­ild­ir. Núver­andi verð á los­un­ar­heim­ildum er um 3500 kr. á hvert tonn af koldí­oxíði  og má gera ráð fyrir að það fari hækk­andi á næstu árum. 

Kostn­aður Orku nátt­úr­unnar við að reka Car­bfix aðferð­ina við Hell­is­heið­ar­virkjun er nokkurn veg­inn á pari við núver­andi verð á los­un­ar­heim­ildum sem sýnir fram á sam­keppn­is­hæfi aðferð­ar­innar . Car­bfix er ein hag­kvæm­asta aðferðin til að fanga og dæla niður koldí­oxíði sem er í rekstri í dag og því verður spenn­andi að máta aðferð­ina við ann­ars konar orku- og iðn­að­ar­starf­semi.

Loftsugur nauð­syn­legar

Flug­sam­göngur eru annað dæmi um iðnað sem hefur tak­mark­aða mögu­leika á að draga úr losun í náinni fram­tíð. En ólíkt þunga­iðn­aði þar sem mikið koldí­oxíð streymir úr strompum þá er útblástur flug­véla það dreifður að það er ópraktískt að þróa lausnir sem fanga hann beint. Í stað­inn þarf flug­iðn­að­ur­inn að kolefn­is­jafna sig með lausnum sem hreinsa og binda koldí­oxíð sem þegar hefur verið losað út í and­rúms­loft­ið.

Koldí­oxíð­sam­eind sem losuð er í Banda­ríkj­unum eltir veðra­kerfin og er komin til Íslands eftir nokkra daga að með­al­tali. Þessi hraða blöndun koldí­oxíðs í loft­hjúpnum er ástæða þess að lofts­lags­vand­inn er vandi allra jarð­ar­búa – það skiptir ekki máli hvar los­unin á sér stað, hún hefur áhrif á allan loft­hjúp jarð­ar. Að sama skapi skiptir ekki máli hvar koldí­oxíð er hreinsað úr and­rúms­loft­inu. Í gegnum loft­hjúp­inn höfum við aðgengi að allri heims­ins los­un.

Það er vissu­lega ein­fald­ara og hag­kvæmara að hindra að gróð­ur­húsa­loft­teg­undir sleppi út í and­rúms­loftið en að reyna að ná þeim til baka. En nú er heim­ur­inn kom­inn í þá stöðu að eigi lofts­lags­markið að nást, þurfum við einnig að fanga millj­arða tonna af koldí­oxíði sem þegar hefur verið sleppt út í and­rúms­loftið sam­hliða því að minnka losun , . Það er ekki lengur spurn­ing um „annað hvort, eða“. Í báðum til­vikum getur Car­bfix aðferðin bundið koldí­oxíð var­an­lega í bergi með öruggum og hag­kvæmum hætti.

En það er ekki ein­falt að ná koldí­oxíði úr and­rúms­lofti með það að mark­miði að dæla því niður í jarð­lög. Það þarf tækni­lega krefj­andi milli­skref sem ryksugar koldí­oxíð úr loft­inu og mætti kalla loftsugu­tækni. En loftsugu­tækni er eng­inn hægð­ar­leik­ur. Aðeins fjórar af hverjum tíu þús­und sam­eindum í lofti eru koldí­oxíð sam­eind­ir. Ímynd­aðu þér að barnið á heim­il­inu hafi sturtað tíu þús­und Lego kubbum á stofu­gólfið og verk­efni þitt er að finna fjóra bleika kubba með sér­staka lög­un. Ímynd­aðu þér svo að gegnum stof­una flæði trilljón trilljónir Legokubba á hverri sek­úndu og þú átt að fanga 0,04% þeirra af ákveð­inni gerð og enga aðra. Þetta er við­fangs­efni fyr­ir­tækja sem sér­hæfa sig í loftsugu­tækn­i. 

Skóg­rækt er ekki nóg

En hvers vegna má ekki ein­fald­lega planta trjám í stað­inn? Þó að skóg­rækt sé mik­il­væg leið til að binda koldí­oxíð úr and­rúms­lofti en stað­reyndin sú að hún nægir ekki ein og sér. Þá fer skóg­lendi á jörð­inni ekki vax­andi heldur eyð­ast skógar hratt af manna­völd­um. Það er því áhættu­samt og óráð­legt að treysta ein­göngu á skóg­rækt þegar kemur að því að draga koldí­oxíð úr and­rúms­lofti. Loftsugu­tækni getur fangað koldí­oxíð hraðar og krefst um 400 sinnum minna land­svæðis en skóg­rækt en er á hinn bóg­inn orku­frek og dýr í fram­leiðslu. Líf­fræði­leg og tækni­leg bind­ing munu þurfa að hald­ast í hendur eigi lofts­lags­mark­mið að nást.

Það eru nokkur fyr­ir­tæki í heim­inum sem hafa þróað tækni sem ræður við að fanga þessa fjóru bleiku legokubba úr legokubba­hrúg­unni. Þar sem öll heims­ins losun er aðgengi­leg gegnum loft­hjúp­inn er enn fremur hægt er velja hent­ug­ustu stað­setn­ing­una á jörð­inni til að knýja loftsugu­bún­að­inn. Eitt fremsta fyr­ir­tæki í heim­inum í þess­ari tækni hefur valið Ísland sem þennan stað og Car­bfix sem tækn­ina til að farga því koldí­oxíð sem er fangað úr and­rúms­lofti.

Aukið sam­starf við Cli­meworks

Frá árinu 2017 hefur Car­bfix átt í sam­starfi við sviss­neska fyr­ir­tækið Cli­meworks. Fyr­ir­tækin hafa í sam­ein­ingu rekið til­rauna­stöð á Hell­is­heiði þar sem koldí­oxíð er fangað beint úr and­rúms­lofti og dælt niður í jarð­lög þar sem það verður að steini. Þrátt fyrir miklar fjár­fest­ingar alþjóð­legra stór­fyr­ir­tækja, eins og t.d. Microsoft, í loftsugu­tækni þá er Hell­is­heiði enn eini stað­ur­inn í heim­inum þar sem koldí­oxíð úr and­rúms­lofti er fangað og farg­að. 

Nýverið til­kynnti Cli­meworks, í sam­starfi við Orku nátt­úr­unnar og Car­bfix, áætl­anir sínar um stór­aukin umsvif á Íslandi. Fram­kvæmdir á loftsugu­stöð með getu til að fanga 4000 tonn af koldí­oxíði árlega eru þegar hafn­ar.­Með aðgengi að grænni orku og hag­kvæmri tækni­lausn til að farga koldí­oxíð­inu hefur Cli­meworks veðjað á Ísland sem fram­tíð­ar­stað­setn­ingu fyrir sína upp­bygg­ingu.

Nýr vist­vænn iðn­aður - ný vist­væn útflutn­ings­grein

Það er útbreiddur hugs­un­ar­háttur hér á landi að Ísland geti lítið lagt af mörkum í bar­átt­unni gegn lofts­lags­breyt­ing­um. Að losun Íslands sé ein­fald­lega svo smá­vægi­leg í stóra sam­heng­inu að það skiptir engu máli hvað Ísland ger­ir. Car­bfix er dæmi um íslenska tækni­lausn í lofts­lags­málum sem hefur áhrifa­mátt langt umfram losun Íslands.

Kolefn­is­hlut­laust Ísland er göf­ugt mark­mið en við getum og eigum að ganga enn lengra. Við höfum tæki­færi til að nýta íslenskt hug­vit og ein­stakar aðstæður hér á landi og bjóða heim­inum upp á hag­kvæma og var­an­lega bind­ingu koldí­oxíðs með hag­nýt­ingu nátt­úru­legra ferla. Hér mætti binda marg­falt meira koldí­oxíð en sem nemur heild­ar­losun Íslands og nýta til þess inn­lenda, umhverf­is­væna orku. Þá hefur kolefn­is­föngun og -förgun alla burði til þess að verða ný vist­væn útflutn­ings­grein í íslensku efna­hags­lífi. Stór­auka má nið­ur­dæl­ingu á koldí­oxíðs á heims­vísu með útflutn­ingi og inn­leið­ingu á Car­bfix tækn­inni í námunda við hentug jarð­lög. Á næsta ári mun t.d. hefj­ast nið­ur­dæl­ing með Car­bfix aðferð­inni í til­rauna­skyni í Þýska­landi og í Tyrk­landi. Þá má líka horfa til þess að nýta íslenskan berggrunn til að farga koldí­oxíði sem yrði flutt hingað erlendis frá á sér­út­búnum tank­skip­um, en Evr­ópu­sambandið leggur mikla áherslu á upp­bygg­ingu á slíkum flutn­ings­leiðum fyrir koldí­oxíð.

Í fram­tíð­inni getur grænn hátækni­iðn­aður náð fót­festu á Íslandi með til­heyr­andi verð­mæta- og atvinnu­sköp­un. Ísland, vegna sér­stöðu sinn­ar, gæti orðið mið­stöð fyrir kolefn­is­förgun á heims­vísu. Þörfin verður meiri með hverju árinu og við búum að ofgnótt af geymslu­plássi sem við getum veitt alþjóða­sam­fé­lag­inu aðgang að til hags­bóta fyrir umhverfið og íslenskt efna­hags­líf. Þetta er aðeins eitt dæmi um að aðgerðir Íslands í lofts­lags­málum skipti víst máli. Jafn­vel í stóra sam­heng­inu.

Greinin birt­ist fyrst í Vís­bend­ingu þann 21. ágúst. Hægt er að ger­ast áskrif­andi að tíma­rit­inu hér.



Ert þú í Kjarnasamfélaginu?

Kjarninn er opinn vefur en líflínan okkar eru frjáls framlög frá lesendum, Kjarnasamfélagið. Sú stoð undir reksturinn er okkur afar mikilvæg.

Með því að skrá þig í Kjarnasamfélagið gerir þú okkur kleift að halda áfram að vinna í þágu almennings og birta vandaðar fréttaskýringar, djúpar greiningar á efnahagsmálum og annað fréttatengt gæðaefni. 

Kjarninn hefur verið til taks fyrir kröfuharða lesendur undanfarin sjö ár og við ætlum okkur að standa vaktina áfram. 

Fyrir þá sem nú þegar eru stoltir styrkjendur Kjarnans þá leyfum við okkur að benda á að hægt er að óska eftir að hækka mánaðarlega framlagið með því að senda póst á takk@kjarninn.is


Já takk, ég vil styrkja Kjarnann!
Í gær voru tekin yfir 2.300 sýni.
Tveir á gjörgæslu með COVID-19 – 32 ný smit
32 ný smit af kórónuveirunni greindust í gær, mánudag, og eru 525 eru nú með COVID-19 hér á landi og í einangrun. Tveir sjúklingar eru nú á gjörgæslu.
Kjarninn 29. september 2020
Yfirmaður Økokrim hefur lýst sig vanhæfan til að fara með rannsókn á bankanum DNB. Málið verður fært til annars embættis.
Æðsti yfirmaður Økokrim segist vanhæfur til að rannsaka DNB
Nýlega ráðinn yfirmaður hjá norsku efnahagsbrotadeildinni Økokrim hefur lýst sig vanhæfan til þess að koma að rannsókn á bankanum DNB, sem fór af stað eftir umfjöllun um Samherjaskjölin í fyrra. Málið verður fært til annars embættis.
Kjarninn 29. september 2020
Verðbólgan komin upp í 3,5 prósent
Verðbólgan í september er sú hæsta sem mælst hefur á árinu og hefur nú náð svipuðum hæðum og í fyrra.
Kjarninn 29. september 2020
Fjármagnstekjur ríkustu tíundarinnar voru 100 milljarðar í fyrra
Fjármagnstekjur Íslendinga voru tæplega 142 milljarðar króna í fyrra. Skattur af þeim er umtalsvert lægri en af launatekjum. Rúmlega 70 prósent af öllum fjármagnstekjum fóru til ríkustu tíu prósents landsmanna.
Kjarninn 29. september 2020
Framboðslisti Miðflokksins í Múlaþingi. Sigurður er í aftari röð, þriðji frá vinstri, en Þröstur er í fremri röð, þriðji frá hægri..
Ósanngjarnt að „þurfa að svara fyrir fyllerísröfl Gunnars Braga Sveinssonar“
Miðflokksmenn í Múlaþingi, nýju sameinuðu sveitarfélagi á Austurlandi, telja að Klausturmálið hafi spillt fyrir sér í nýafstaðinni kosningabaráttu. Oddvitinn segir vaxandi guðleysi í þjóðfélaginu leiða til aukinnar dómhörku, sem sé að verða stórvandamál.
Kjarninn 29. september 2020
Stærstu stjórnarandstöðuflokkarnir þrír mælast með meira fylgi en ríkisstjórnin
Ný könnun sýnir að Samfylking, Píratar og Viðreisn eru með meira sameiginlegt fylgi en Sjálfstæðisflokkur, Vinstri græn og Framsóknarflokkurinn. Ekki yrði hægt að mynda þriggja flokka stjórn án þess að bæði Sjálfstæðisflokkur og Samfylking sætu í henni.
Kjarninn 29. september 2020
Eftir samrunan er búist við að TM verði dótturfélag Kviku.
Samrunaviðræður Kviku og TM hafnar
Stjórnir Kviku banka og TM hafa samþykkt að hefja viðræður um sameiningu félaganna tveggja.
Kjarninn 28. september 2020
Jacinda Ardern, forsætisráðherra Nýja-Sjálands.
Ardern vill fresta lokun álvers Rio Tinto með ríkisstuðningi
Forsætisráðherra Nýja-Sjálands er tilbúin að niðurgreiða rafmagn til Rio Tinto til þess að seinka lokun álvers á þeirra vegum þar í landi, nái hún kjöri í næstu kosningum.
Kjarninn 28. september 2020
Meira úr sama flokkiAðsendar greinar