Om Gemini

Det ble verken Skogn eller Kårstø. Verdens første kraftverk med CO₂-fangst blir svensk – og kommer midt på landsbygda i det tidligere DDR.

Vegg i vegg med dette kullkraftverket i Tyskland vil svenske Vattenfall bygge et helgrønt kullfyrt pilotanlegg. Foto: Vattenfall

BERLIN/COTTBUS: Tre lysegrå boligblokker og et slitt, nedtagget verkstedbygg suser forbi. Mellom husene flimrer grønne enger og lavskog. Halvannen times reise fra Berlin glir toget over ei milelang slette. Det paddeflate landskapet hviler på sand - fra Skandinavia.

Det siste har jeg fra min blazerkledde sidemann. - Isen fraktet sanden hit under istida, forklarer Lars Strømberg på velklingende svensk. Han er direktør i Vattenfalls konsernstab, og Geminis veiviser i det forente Tyskland. Arbeidsgiveren hans har gjort gode penger på det geologiske laget under morenesanden.

Hundre meter nede, begravd i lysebrunsand, ligger et tynt lag av gamle planterester. Tida og naturkreftene har gjort dem til brunkull: brensel for tre svære kraftverk som svenske Vattenfall eier her i Tysklands sydøstrehjørne. Vegg i vegg med ett av dem kommer et blågult anlegg som gjør norske gasskraftforskere grønne av misunnelse.

SVENSK ACTION
Mens toget snor seg gjennom det forhenværende DDR, forteller Lars Strømberg om byggeplanene. Ved landsbyen Schwarze Pumpe, midt mellom Dresden og Berlin, vil svenskene bygge en pilotversjon - lillebrorutgave - av et uvanlig kullkraftverk: det første i verden som samler opp CO₂'en fra røykgassen.

Grønn kraft fra brunt kull er en løfterik nyhet i en verden som har fire ganger mer kull enn olje og gass. Mennesket vil brenne store mengder kull framover, om vi satser aldri så mye på fornybar energi. Desto større oppmerksomhet har Vattenfalls byggevedtak vakt.

I Norge ba SINTEF for to år siden om offentlig støtte til et liknende grønt stunt på gasskraftsida. Men gasskraft med CO₂ håndtering forble en laboratorieøvelse her til lands.

Vattenfall, derimot, omsetter sine ord i handling. Pilotanlegget i Tyskland vil være idrift sommeren 2008. Med brunkull som brensel vil det produsere glovarm høytrykksdamp: inn går rundt 30 MW (megawatt), energi nok til at en dampturbin kan produsere 15 MW elektrisk effekt. Det tilsvarer hva som trengs når 15000 panelovner står på 1000 watt.

I vanlige kullkraftverk utgjør CO₂ fattige 1214 prosent av røykgassen. Da blir det dyrt å fange den inn. Men pilotanlegget vil avgi ren CO₂, forklarer Strømberg.

	Bak denne fasaden brenner et kjempebål døgnet rundt. Kjelen i kullfyrte Kraftwek Schwarze Pumpe er 160 meter høy. Foto: Svein Tønseth, SINTEF Media

PÅ BLODSTENKT GRUNN
To mil fra grensa til Polen skifter vi transportmiddel. I universitetsbyen Cottbus klyver Lars Strømberg opp i førersetet på en firehjulstrekker. Hjemmevantkjører han meg videre gjennom det skogkledde slettelandet - på historisk grunn.

For fire hundre år siden raste tredveårskrigen her. Leiesoldater tilhørende svenskekongen og den tyske keiseren sloss. De voldtok og drepte sivile. Fronten bølget fram og tilbake, så befolkningen ble offer for gjentatte herjinger. Men kloke hoder i en av landsbyene visste råd. De malte vannpumpa på torget svart: datidas varsel om pestsmitte.

Etter det fikk folket i Schwarze Pumpe være i fred.

- Da vi kjøpte kraftverkene her for fire år siden, erklærte vittige tyskere at Sverige hadde erobret dem på nytt, sier Strømberg og bremser ned. Jeg ser at vi snart er framme. Over trærne stiger en hvit sky.

Så kommer et svært, lysegrått byggverk til syne bak ei blomstereng. Kraftwerk Schwarze Pumpe! Pilotanlegget skal reise seg her, som nærmeste nabo til det sju år gamle kullkraftverket. Strømberg forklarer at skyen som stiger fra kjøletårnet, er uskyldig vanndamp. Han ermer opptatt av å snakke om avgassen fra kjelen.

- Her har vi ingen pipe, som du ser. Etterrensingen er røykgassen så ren at vi kunne ha sluppet den ut langs bakken, sier Strømberg.

KVOTER I REGNSKAPET
Ifølge svensken gjenstår kun ett miljøproblem ved Vattenfalls tyske kullkraftverk: CO₂ utslippene. Han erklærer at produksjon av fornybar energi har førsteprioritet hos Vattenfall. Men minner om at fornybare kilder har sine begrensninger: Som at Danmark og deler av Tyskland snart har nådd taket for hvor mye vindkraft et energisystem tåler før reguleringsproblem oppstår. Og at bioenergigiganten Sverige i dag må importere 30prosent av biobrenselet til sine grønne bål.

- Og en sak til, sier Strømberg og låser bilen. - I SentralEuropa går det ikke an å tenke seg bort fra fossilt brensel. Et sånt alternativ finsikke her.

Forbrenningseksperten er rådgiver for Vattenfalledelsen på varmekraft, og professor ved Chalmers Tekniska Högskola. Mens vi strekker på beina, forklarer han at gasskraft har vært alternativet til kullkraft i SentralEuropa, og at gassprisen vil stige. Den vil følge prisen på den nedkjølte, flytende og dermed dyrere gassen Europa snart begynner å skipe til USA. I tilleggvet Vattenfall at også gasskraft gir CO₂ utslipp. Og at verdens kullreserver vil vare mye lengerenn oljen og gassen. Derfor begynte selskapet å regne på hva CO₂ fri kullkraft vil koste.

I bunnen av beregningene lå teknologi forCO₂ fangst som Vattenfall har arbeidet med lenge. Systemet for CO₂ handel var regnestykkets bakteppe. Og svaret: At fangst og lagring av CO₂ fra kullkraft er konkurransedyktig veden kvotepris på 20 euro per tonn CO₂. Fangstkostnaden er beregnet til rundt 130 NOK per tonn, resten er transport og lagring.

- Vi trodde kvoteprisen ble høy nok først i2015. Så er den over 20 euro alt nå, sier Strømberg på parkeringsplassen. Den svære aluminiumfasaden foran oss skinner i sola. Et likestort kullkraftverk på nesten 2000 MW med CO₂ fangst vil koste 25 milliarder svenskekroner. Strømberg vet at ingen blar opp den summen uten videre.

UPRØVD TEKNOLOGI
Vattenfall skal brukeoksygen i stedet for luft til forbrenningen. Da vil eksosen til slutt være CO₂ og vanndamp. Dampen skilles enkelt fra CO₂ ved avkjøling. Dette er uprøvd i stor skala. Og ingen investerer i et kraftverk før de vet at det virker, sier Strømberg.

Det er derfor selskapet bygger pilotversjonen. Den blir etterfulgt av en demonstrasjonsversjon på rundt 250 MW, som det tar fem år å bygge. Den skal brukes til å optimalisere løsningen. Først etter 2020 vil et kommersielt anlegg være klart til bruk.

I pilotprosjektet må Vattenfall nøye seg med å teste fangstdelen av sitt CO₂ konsept. Selskapet håpet å få lagret drivhusgassen hos forskere som studerer CO₂ deponering i vannfylte, geologiske lag utenfor Berlin. Men"timingen" stemte ikke.

Pilotanlegget vil aldri bli lønnsomt, og det har heller ikke vært meningen. - Vi bygger piloten for å verifisere databeregningene våre og sjekke at forbrenningskjemien fungerer slik vi tror, sier Strømberg og spaserer mot vestibylen i Kraftwerk Schwarze Pumpe.

– Skal Sentral-Europa gjøre noe med sitt CO2-problem, er det ingen vei utenom fjerning av CO2-utslippene fra kraftsektoren, sier Vattenfalls Lars Strømberg. Foto: Svein Tønseth, SINTEF Media

VIL HA NORGE NED FRA GJERDET
I Norge har begrepene pilot og demonstrasjonsanlegg gått igjen i debatten om gasskraft ogCO₂ håndtering. 150 mil nord for Schwarze Pumpe, på et kontor med utsikt til Nidarosdomen, sitter en norskforbrenningsekspertsom gjerne skulle sendt vår egen naturgass gjennom miljøvennlige pilot og demonstrasjonskraftverk.

Nils Røkke koordinerer SINTEFs forskning på CO₂ håndtering. Han følger utviklingen i Schwarze Pumpe med beundring. Men også med mismot. Alt i 2003 foreslo Røkke å om sette SINTEFs forskningsresultater i et pilot anlegg for CO₂ fri gasskraft. Utspillet var myntet på myndighetene, men han talte for døve ører.

De som vil ha gasskraft med CO₂ håndtering, har tre valg: Enten skille ut karbonet i gassen først og la restproduktet hydrogen bli kraftverkets brensel. Eller erstatte forbrenningslufta med oksygen, slik Vattenfall vil gjøre med kullkraft. Eller rense CO₂ ut av eksosen med kjemikalier, eksempelvis aminer. Rensing er ansett som den enkleste metoden per i dag. Røkke gikk for en slik løsning. Det fikk han kjeft for.

- Utspillet ble møtt med irritasjon i olje og gassindustrien. De mente det var bakstreversk å satse på noe som ikke var mer framtidsrettet enn aminrensing, minnes Røkke.

For Røkke var poenget å bruke den teknologien som er mest utviklet. Dette til tross for at SINTEF sjøl forsker på det som kan bli nestegenerasjon CO₂ fri teknologi - blant annet membranbaserte løsninger. For én ting er han sikker på: Skal vi alltid vente på ny teknologi før vi bygger det første pilotanlegget, vil det aldri skje noe som helst.

- Vi ville aldri hatt dagens Mercedesmodeller dersom ingen hadde laget Benz Patentenwagen i 1886, sier Røkke. Men han innrømmer å ha gjort en politisk blunder:

NOKIA OM IGJEN?
I utspillet foreslo Røkke et offentlig finansiert renseanlegg ved et kommersielt gasskraftverk. Et lite pilotanlegg på 40 MW for utprøving av aminbasert rensing. Det ville fjerne fem prosent av eksosen fra et gasskraftverk av "Skognstørrelse".

- Femprosenten var en miss, sier Røkke. - Politikerne ønsket ikke så lite rensing.

Året etter annonserte Røkke at SINTEF vil gape høyere. Nå er ambisjonen et fullskalaaminbasert pilotanlegg på 200 MW. SINTEFforskeren brenner etter å la norske utstyrsleverandører kvalifisere seg for oppdrag påkommende grønne kraftverk ved å bruke et pilotanlegg som treningsarena. Han ønsker å få til verdiskaping her hjemme, basert på den omfattende norske forskningsinnsatsen.

Røkke husker hva som hendte i telekomverdenen da Europa valgte teknologi fra SINTEF og Telenor til GSMsystemet. Forspranget ga oss ingen norsk mobiltelefonindustri. Arbeidsplassene kom i våre naboland. Da meldingen om Vattenfalls Tysklandsplaner tikket inn, tok Røkke fram lysarkene om SINTEFs CO₂ forskning. På en av dem føyde han til: "Kan dette bli Nokiaaffæren om igjen? "

Klikk på bildet for høyoppløselig illustrasjon. GASSKRAFTVERK med rensing av eksosgassen. Det er denne løsningen SINTEF vil bruke i sitt foreslåtte pilotanlegg, og som Aker Kværner har sin variant av. Illustrasjon: Jan Helge Johansen, SINTEF Media

"DET HASTER! "
I 2004 regnet SINTEF på et"CO₂ fri scenario" for Statoil. Konklusjon: Standard aminbasert rensing med en rensegrad på 90 prosent vil koste omlag 400 kroner per tonn CO₂ som fjernes fra et gasskraftverk. Forskerne forutsatte at anlegget skal ha minimalt med nedetid. Men andre norske aktører har andre kostnadstall.

Det vesle norske teknologifirmaet Sargas hyret inn hjelp fra Siemens i Tyskland og gikk i allianse med Hammerfest Energi. Filosofien er at bygging nåer avgjørende for miljøet og en framtidig utvikling på dette feltet i Norge.

Ingeniørene i Sargas så at Siemens hadde turbiner - og at blant annet UOP konsernet hadde renseanlegg - som passet til hva de så for seg: et varmekraftverk som kan bygges med velprøvde komponenter med tilfredsstillende ansvarsforhold og garantier.

- Dette forutsetter foreløpig noe lavere elektrisk virkningsgrad enn vanlige gasskraftverk har, men den kan vi øke på sikt, sier dr. philos. Thor Christensen i Sargas. Han opplyser at dagens anlegg i stedet oppnår noe høyere produksjon av varme og svært effektiv rensing av både CO₂og NO_x.

Sargas vil fjerne CO₂ under trykk. Røykgassmed høyt trykk og høy CO₂ konsentrasjon krever kun et lite CO₂ renseanlegg. Det gir ifølge Christensen rensekostnader som er lavere enn nåværende kvotepriser - pluss fordeler vedplassering av anlegg, samt en åpning for bruk offshore, der utslippet er høyt.

- Vi kan komme raskt ut i markedet, og det er viktig. Landet vårt har publisert så mye pådette området, så nå må vi vise verden at vi gjør noe. Da vil flere land følge etter, sier Christensen. Noen beslutning om investering er ennå ikke tatt. Men går det som Sargas og Hammerfest Energi håper, står et større pilotanlegg klart i verdens nordligste by tidlig i 2008.

Klikk på bildet for høyoppløselig illustrasjon. KULLKRAFTVERK av den typen Vattenfall vil bygge i Tyskland. Anlegget bruker oksygen som forbrenningsgass i stedet for luft som brukes i vanlige kullkraftverk. Illustrasjon: Jan Helge Johansen, SINTEF Media

RAKETTMOTOR PÅ JÆREN
I Hammerfest er mye av infrastrukturen klar på forhånd. Kraftverket skal etter planen forsynes med Snøhvitgass fra Melkøya. Den har for høyt CO₂ innhold til å selges urenset. Derfor vil Statoil skille utCO₂ og sende den ned i et vannfylt geologisklag på sokkelen. Tanken er at gasskraftverket skal bruke det samme returrøret til sinCO₂.

Parallelt med planleggingen i ishavsbyen har energiselskapet Lyse Energi i Stavangerlagt grønne gasskraftplaner sammen med CO₂ Norway, et konsulentselskap i Kongsberg. Planene hviler på teknologi fra amerikanske Clean Energy Systems: turbiner som produserer kraft fra en blanding av vanndamp og CO₂. Kraften blir til på samme måte som i en rakettmotor. Her er ingen kjel. Forbrenningen skjer i en reaktor som tilføres gass, oksygen og vann.

- Vi jobber fortsatt med dette. Vi har ingen klare planer når det gjelder framdriften, men vet vi blir konkurransedyktige, opplyser Jan Arvid Øvestad i Lyse Energi.

De store overskriftene om grønn gasskraftteknologi, var det imidlertid et av Norgesstørste industriselskaper som fikk - på tidlighøsten i år.

KOSTNADSKUTT
I september slapp Aker Kværner og organisasjonen GassTEK rapporten fra en forstudie. Målet har vært å redusere bygge og driftskostnadene, forklarer direktør Oscar Graff i Aker Kværner. Selskapet har lagt vekt på å få til en løsning som kan være i bruk innen 2010: en aminbasert eksosrensing som er uavhengig av kraftverkets utforming og derfor kan ettermonteres.

I beregningene er rensegraden ca 85 prosent. For å kutte kostnader har selskapene valgt enklere løsninger og alternativt utstyr. Videre har de droppet backup systemer forpumper, vifter og lignende, og dermed tillatt en viss nedetid. Derfor er de anslåtte rensekostnadene lavere enn SINTEFs.

Graff påpeker at driftsavbrudd i renseanlegget ikke er kritisk, for kraftproduksjonen forblir uberørt. Rapporten anslår rensekostnaden til 184 kroner per tonn CO₂, med en usikkerhet på +/ 40 prosent, som er vanlig i slike studier.

Aker Kværner og sentrale partnere starter nået omfattende utviklingsprosjekt basert på forstudien. Det er lagt opp til et toårig nasjonalt program. Formålet er å redusere teknisk og kommersiell risiko gjennom detaljerte og fysiske tester.

- Målet er et kostnadsanslag med en usikkerhet på +/ 20 prosent. Det er nok for selskaper flest til å treffe investeringsbeslutninger, sier Graff.

Aker Kværner har arbeidet med utvikling avulike CO₂ teknologier i 15 år og har bygget et mindre testanlegg på Kårstø. Graff sier seg enig med SINTEFs Nils Røkke: - Rensing av CO₂ fra eksos er den teknologien som har størst mulighet til å lykkes de nærmeste årene.

Etter sommeren sto det også mer i avisene enn på lenge om bruk av innfanget CO₂ til økt oljeutvinning. Men 2005 begynte dårlig for de som er opptatt av å bruke CO₂ til å presse mer olje ut av reservoarene.

MOTSTRIDENDE
I april utga Oljedirektoratet(OD) en rapport om mulig CO₂ bruk offshore. "Konklusjonen er at CO₂ injeksjon ikke framstår som et kommersielt alternativ for øktoljeutvinning for lisenseierne på norsk sokkel i dag, " skriver OD på sin hjemmeside.

Videre står det: "CO₂ injeksjon er teknisk mulig, og potensialet for økt utvinning er stort. Men terskelkostnadene for å etablere en leveransekjede for injeksjon av CO₂ er så høye at andre metoder for økt utvinning fremstår som mer attraktive for lisenseierne i dag. "

På seinsommeren kom en Bellonarapport som hevder at OD tar feil. Bellonas Viktor Jakobsen sier til Gemini at direktoratet bruker to gale premisser. OD forutsetter at ett enkeltoljefelt skal bære hele kostnaden for fangst og transport av CO₂. - Det sier seg selv at det ikke kan bli økonomi i det, fastslår Jakobsen. Ifølge Bellonarådgiveren opererer OD også med forhøye bruttokostnader for CO₂ fangst.

Bellonarapporten framhever at CO₂ er en ressurs som gir oss muligheten til å øke verdiskapingen på sokkelen - en mulighet vi går glipp av om vi ikke får forsynt oljefelter medCO₂. Bellona påpeker at det er staten som tjener mest på økt oljeutvinning, gjennomskatteinngang og sitt direkte eierskap på sokkelen. Bellona vil derfor friste nettopp staten til å få i gang CO₂ transport til oljefeltene. Betaler staten en kvotepris på 160 kroner for å slippe ut ett tonn CO₂, går den glipp av 700 kroner i økte oljeinntekter. Uten CO₂ injeksjon vil staten aldri få denne inntekten, påpeker Jakobsen.

I rapporten er to tenkte nyetablerte selskaper plassert mellom utslippskilden og oljereservoaret. Ett av dem skal drive renseanlegg. Det andre, et statsforetak, skal kjøpe CO₂ fra renseanleggene og selge den til oljeindustrien. Foretaket skal investere i transportrørledninger og mellomlagre for CO₂ i utvalgte felter på sokkelen.

Systemet skal gi utslippseierne en rimelig og forutsigbar måte å bli kvitt utslippene på. Jakobsen understreker at det viktigste er å fåCO₂ ut på sokkelen. Det er uinteressant hvor den kommer fra. Men som en start vil Bellona bruke CO₂ fra de planlagte norske gasskraftverkene og et stort nytt et på sørvestlandet, samt fra prosessindustri. Miljøstiftelsen vil eksportere brorparten av gasskraften, men vil også bruke CO₂ frie gasskraftverk til å elektrifisere sokkelen. Det vil redusere de norskeCO₂ utslippene ytterligere.

Like før rapporten gikk i trykken, kom det også spennende nyheter fra utlandet.

Oljeselskapet BP og flere samarbeidspartnere vil bygge et gasskraftverk med CO₂ håndtering i Skottland. Der skal gassen splittes i sine to bestanddeler før bruk. Hydrogenet blir kraftverkets brensel. Karbonet frigjøres som CO₂ og skal gå til økt oljeproduksjon. Investeringsbeslutning tas neste år.

I Trondheim øker kløen i ivrige forskerfingrer. SINTEF mangler fortsatt gasskrafteksos å prøve seg på. Derfor reiste Nils Røkke til Spitsbergen. Der diskuterte han og selskapet Store Norske en idé som partene finnerspennende: Hva med å prøve ut aminrensing på røykgass fra kullkraftverket i Longyearbyen?

- På Svalbard er det faktisk mulig å gå i gang, sier Røkke.

"WELCOME TO MANHATTAN"
For Røkkes svenske yrkesbror Lars Strømberg i Vattenfall er det røykgassen fra det kommende pilotanlegget i Schwarze Pumpe som står i fokus. Utenfor moderkraftverket møter vi en smilende informasjonsdame. - Welcome to Manhattan, sier hun på gebrokkent engelsk og peker opplangs det himmelstrebende kjelhuset. Litt seinere står vi på taket av det ruvende byggverket, 175 meter over bakken.

I øst og nord rager to søsterkraftverk av Schwarze Pumpe over horisonten. I nordvest ser vi dagbruddet der Vattenfall bryter brunkullet.

Foran meg ligger en brikettfabrikk og en hall for produksjon av gips, et biprodukt fra avgassrensingen. Fabrikkene står på industrihistorisk grunn. Her laget nazistene et bensinliknende produkt av kullet: drivstoff til HitlerTysklands kjøretøyer under krigen. Samme sted brukte det østtyske regimet brunkullet til å lage husholdningsgass. 70 prosent av gassensom gikk til komfyrer og kaminer i det gamle DDR, kom herfra. Nå skal industrihistorien forenes med ny miljøteknologi.

- Her har mennesker framstilt alt det går an å lage av brunkull, sier Strømberg. Om 15 år er han og kollegene trolig i mål med prosjektet sitt. Da har de forhåpentligvis bevist at det er mulig - og lønnsomt - å ta hånd om CO₂ fra kullkraftverk.

Hvem vet om ikke kommende generasjoner vil døpe om den vesle landsbyen der det helestartet. Hva med Grüne Pumpe?

Av Svein Tønseth

Kontakt:Nils Anders Røkke,SINTEF Energiforskning
Tlf: 951 56 181,e-post:Nils.A.Rokke@sintef.no