Vi står midt i en klimakrise, der kræver en massiv omstilling af den måde vi lever på, og hvordan vi indretter vores samfund. Men selv hvis det lykkes at reducere den globale CO2-udledning med 100 procent, ville det stadig ikke være nok til at stoppe klimakrisen. Den skadelige CO2 i atmosfæren er også nødt til at blive fjernet igen. Det har FN’s klimapanel, IPCC konkluderet.

Men hvorfor er det nødvendigt for klimaet at suge CO2 ud af luften? Og hvordan er det muligt? Det har vi spurgt Philip L. Fosbøl fra DTU Kemiteknik om. Han forsker i muligheden for at suge den skadelige CO2 ud af atmosfæren. Han er enig med IPCC om, at CO2-fangst kan komme til at spille en central rolle i den grønne omstilling, allerede inden for den nærmeste fremtid, blandt andet fordi CO2 har en lang levetid i atmosfæren.

”Det betyder, at det vi udledte for 20 eller 30 år siden, det hænger der stadig og gør skade på klimaet i samme grad, og så har vi i mellemtiden udledt mange flere millioner tons, som igen vil gøre skade mange år frem. Så selvom vi holder op med at bruge fossile energikilder, er vi også nødt til at rense atmosfæren på et tidspunkt for at klimaet ikke skal løbe løbsk”, forklarer Philip L. Fosbøl.

En gammel teknologi

CO2’ens skadelige effekt i atmosfæren har fået forskere verden over til i årevis at prøve at knække koden til at blive de mest effektive til at suge CO2 ud af luften, hvilket betyder at der i dag findes flere forskellige måder at gøre det på. Nogle projekter udnytter, at CO2 er en syre og bruger kemiske reaktioner, mens andre bruger aktive overflader, som filtrerer og opsamler CO2’en.

Faktisk er der blevet forsket så længe i CO2-fangst, at teknologien til at gøre det har eksisteret i over 40 år. For eksempel har nordmændene siden 1996 pumpet CO2 ned i deres oliefelter i Nordsøen.

Transporten af CO2'en kender vi også allerede. Det kan ske via rør, skibe eller tankvogne. Og lovgivningen om brugen af undergrunden til lagring i Danmark er også på plads. Så hvad venter vi på? Hvorfor ser vi ikke CO2-opfangere på hvert et gadehjørne og hver en ledig mark?

CO2-fangst kræver hurtigt enorme mængder energi

Selvom det i mange år har været teknisk muligt at suge CO2 ud fra atmosfæren, så er teknologien langt fra moden, fortæller Philip L. Fosbøl. At suge CO2 ud af luften er nemlig som at lede efter en nål i en høstak. Og den høstak er enormt energikrævende at komme til bunds i.

For selvom vi på verdensplan udleder ca. 35 milliarder ton CO2 om året, og selvom den stigende CO2-koncentration i atmosfæren vil lede til voldsomme klimaforandringer, så svarer bestanddelen af CO2 i luften stadig kun til 400 ppm, hvor ppm står for parts per million. Det betyder, vi skal filtrere en million molekyler luft igennem for at opfange blot 400 molekyler CO2. 

CO2 er kort sagt ultrafortyndet i luft, og skal derfor filtrere kæmpemæssige mængder luft, før vi bare opnår ét ton CO2-fangst. 

En kun to år gammel TED-talk beskriver, hvordan det kræver en konstant energi ressource på 300-500 MW for at fjerne en million ton CO2 fra luften om året. Og her skal man være påpasselig med, hvor din energi skal komme fra. Hvis energien kommer fra kulkraftværk, ender man nemlig med at udlede mere CO2, end man får filtreret væk.

CO2-fangst skal effektiviseres

CO2-fangst – eller Carbon Capturing, som det også kaldes – har potentialet til at være mere energieffektiv end andre metoder.  Og det er netop denne metode Philip L. Fosbøl arbejder med.

”I det projekt vi kører ude på DTU, fokuserer vi ikke på at opfange CO2 fra almindelig luft, men derimod fra anlæg, som udleder CO2 i betydeligt større CO2-koncentrationer.”, fortæller han. Dette betyder, at der skal filtreres væsentligt mindre luft igennem for at opfange samme mængde CO2, og derfor kræver denne løsning væsentlig mindre energi.

I første omgang skal CO2-fangst-anlægget testes på biogasanlæg, som udleder betydelige CO2-koncentrationer i deres udledninger:

”Biogas fremstilles ved at fermentere biomasse, og gassen består primært af drivhusgasserne metan og CO2. Biogas kan brændes af for at skabe varme, men CO2’en udledes blot til atmosfæren og ses som et spildprodukt. Vi undersøger, hvordan vi i stedet effektivt kan indfange den og enten lagre den i jorden, så den ikke gør klimaskade – eller hvordan vi på sigt kan bruge den til noget nyttigt som for eksempel flybrændstof”, fortæller Philip L. Fosbøl.

Mobilt BioCO2 test-container, som skal suge CO2'en ud fra biogasanlæg. Pilotprojektet bliver bygget i Fredericia og er finansieret af EUDP. Fotokredit: Philip L. Fosbøl.

Sådan fungerer anlægget i praksis

Ovenstående figur illustrerer, hvordan CO2’en fra røgen fanges af en væske og bliver ledt ned i en beholder. Væsken har flere tilsætningsstoffer i form af kemikalier og enzymer i sig, der hjælper med at optage CO2’en i væsken. Figur Grafik: Cecilie Holm Arentoft.

Anlægget, der skal fjerne CO2’en fra røgen ser i en forsimplet udgave ud som på billedet ovenover. Den lodrette kolonne er omkring 10 meter og er forbundet med et rør forneden og foroven. Derudover er kolonnen også forbundet med en beholder til den opfangede CO2 i bunden. Røret til højre i bunden er forbundet til biogasanlægget, og som man kan se på tegningen (nr. 2 på billedet) kommer røgen ind i kolonnen og stiger til vejrs, ligesom i en skorsten.

Derefter indsættes en væske fra røret i toppen af kolonnen (nr 3. på billedet), som løber ned igennem kolonnen og fanger CO2’en fra den opadstigende røg. Når væsken fanger CO2’en er den stadig på væskeform, og væsken sammen med CO2’en løber videre ned til beholderen i bunden (nr. 4 på billedet). Det vil sige at røgen som udledes foroven af kolonnen nu er helt CO2-fri, mens gassen i beholderen er fuldstændig ren CO2

Væsken er i stand til at fjerne CO2’en fra røgen, fordi der er en ladningsforskel hen over molekylet for vand (som væsken primært består af) og CO2. Det har det man kalder elektronegativitet, hvilket i praksis betyder at de to molekyler vil tiltrække hinanden. CO2 og vand går sammen og bliver til kulsyre, som bliver fanget i beholderen.

CO2 plus vand giver kulsyre. Denne proces med, at CO2’en bliver ført gennem lange rør og kommer i kontakt med en væske, som optager den kaldes også en ”skrubbe-proces”, eller på engelsk ”scrubbing”. Grafik: Cecilie Holm Arentoft.

Reduktion af energiforbruget

Og noget tyder på at Philip L. Fosbøl og hans forskergruppe har ramt plet med deres metode. Ikke nok med, at deres forskning er kommet frem til et resultat, som også fungerer i praksis, så er det også lykkedes dem at indfange CO2’en med væsentlig mindre energiforbrug.

”Med vores metode har vi potentialet til at reducere energiforbruget med op til 45 pct. i forhold til den standardproces, man anvender i dag til opgradering af biogas. Om vi når den store reduktion, kan vi først demonstrere, når vi har bygget vores store anlæg,” siger Philip L. Fosbøl, der regner med, at det nye anlæg, som er i størrelsesordenen 15 pct. af fuld skala, står klar indenfor det næste års tid.

”Det er stadig billigere for virksomheder og kraftværker at sende CO2 ud i atmosfæren end at investere i et anlæg, der kan indfange den. Men hvis man ud over at fange den også kan udvinde den igen, så den kan sælges videre, så er CO2-fangst ikke længere kun en udgift, men også en ny måde for virksomheder og kraftværker at tjene penge på,” siger Philip L. Fosbøl, som dog vurderer, at et endeligt gennembrud ligger noget ude i fremtiden.

”Det vil kræve, at vi producerer rigtig meget billig, grøn strøm, som vi vil kunne lave elektrolyse med for at danne brint. Hvis man så blander brint med CO2, vil man kunne lave flybrændstof. Men det ligger mange år ude i fremtiden hvis vi skal lave det på stor skala”, siger han.