Effektiv teknik för att avskilja koldioxid
Tvåstegsförbränning är den nya teknik som i framtiden kan hjälpa elproducenter och kemiska industrier att minska sina koldioxidutsläpp på ett både billigare och effektivare sätt. På Chalmers har metoden framgångsrikt testats och presenteras nu i en doktorsavhandling av Eva Johansson.
Växthuseffekten påverkar klimatet på jorden. Mätningar har visat att den globala årsmedeltemperaturen har ökat med 0,6 grader under det senaste århundradet. Koldioxid är den växthusgas som bidrar mest till växthuseffekten och dess koncentration i atmosfären har ökat med 30 procent sedan industrialiseringens början.
Ett sätt att minska koldioxidutsläppen är att avskilja och ta hand om koldioxiden vid förbränning av fossila bränslen. Det finns flera exempel på metoder som använder sådan teknik idag, men de är energikrävande och kostsamma.
– Förutom lite fläktkostnader kräver tvåstegsförbränning i princip ingen energi, säger Eva Johansson.
Tekniken består av två separata reaktorer – en med luft och en med bränsle. I luftreaktorn får en syrebärare, till exempel en metall, reagera med syret i luften och brinna likt ett tomtebloss. Därefter förs den över till bränslereaktorn där den släpper ifrån sig syret och återbildas till metall. Syret i sin tur omvandlas till koldioxid och vatten som bränslereaktorn avger i en gasström. När denna kyls ned kan vattenångan och koldioxiden separeras från varandra. Koldioxiden kan sedan komprimeras och lagras.
– Det finns ett kommersiellt bruk kring denna lagring. I Nordsjön lagrar till exempel norrmännen koldioxid en kilometer under havsbottnen i vattenfyllda sandstensformationer, säger Eva Johansson.
Idag är totalkostnaden för avskiljning och lagring av koldioxid 50 euro per ton. Själva avskiljningsprocessen beräknas stå för tre fjärdedelar av summan.
– Eftersom dagens avskiljningsmetoder stjäl energi och sänker verkningsgraden med tio procentenheter kan mycket pengar sparas med tvåstegsförbränning. Åtminstone så länge koldioxid måste lagras, säger Eva Johansson.
Idag finns tre reaktorer för tvåstegsförbränning i världen – en i Sydkorea och två på Chalmers. Hittills har de testats framgångsrikt med naturgas och syntetisk gas.
– Nästa steg är att få det att fungera med kol. Vi har byggt en anläggning som strax körs igång, säger Eva Johansson.
Eva Johanssons doktorsavhandling är en del av forskningsprojektet Chemical-looping combustion vid Institutionen för energi och miljö, avdelningen Energiteknik.
Avhandlingen heter: ”Fluidized-Bed Reactor Systems for Chemical-Looping Combustion with Inherent Separation of CO2” Den försvarades i november 2005 på Chalmers tekniska högskola i Göteborg.
Kontaktinformation
För mer information kontakta:
Eva Johansson, Institutionen för energi och miljö, Chalmers
tekniska högskola, Göteborg, tel: 0707-731751
eva.johansson@me.chalmers.se
