De fleste metoder til at fange og genbruge CO2 lever ikke op til Parisaftalen
Flere af metoderne risikerer at udlede mere CO2, end de opsuger, viser et nyt studie, hvor forskerne har gennemgået 74 teknologier til at opsamle og anvende CO2.
co_2_fangst co2 kuldioxid klima miljø teknologi drivhusgasser global opvarmning grøn omstilling

Det kræver store mængder strøm, når vi skal fange CO2 og bruge det til at lave grønne brændstoffer, som kan drive fly og skibe, der er svære at sætte strøm til. Nu viser et nyt studie, at der er usikkerhed omkring flere Carbon Capture and Utilization - forkortet CCU - metoder. (Foto: Shutterstock)

Det kræver store mængder strøm, når vi skal fange CO2 og bruge det til at lave grønne brændstoffer, som kan drive fly og skibe, der er svære at sætte strøm til. Nu viser et nyt studie, at der er usikkerhed omkring flere Carbon Capture and Utilization - forkortet CCU - metoder. (Foto: Shutterstock)

Du har måske hørt, at vi skal indfange CO2 fra blandt andet cementfabrikker og biogasanlæg for at lagre det i undergrunden. Den proces går under navnet CCS - Carbon Capture and Storage.

Fætteren til den teknologi går under betegnelsen CCU - Carbon Capture and Utilization. Her støvsuger man ligeledes CO2’en, men i stedet for at tyre klimagassen tilbage i undergrunden, så gør man brug af den; deraf U’et.

Det kan være i industrien til fremstilling af plast, eller det kan være til at lave de såkaldte grønne brændstoffer, som kan hældes i tanken på fly og skibe - også kaldet Power-to-X.

På papiret lyder det vældig lovende, at vi stopper med at bruge atmosfæren som en losseplads og i stedet samler CO2’en op og faktisk får noget ud af den.

Problemet er blot, at der er meget få af de nuværende CCU-metoder, der er på linje med Parisaftalen på globalt plan, konkluderer et nyt studie, som netop er udgivet i tidsskriftet One Earth.

Det skyldes blandt andet, at det kræver en hulens masse energi, når man fanger CO2, og derefter skal kombinere den med brint - også kaldet elektrolyse - for at producere brændstoffer. En anden udfordring er, at det ikke er helt nemt at indfange CO2-molekylerne, og at nogle af teknologierne end ikke er modne til at komme på markedet endnu.   

»Vi har vurderet og harmoniseret mange tidligere undersøgelser af Carbon Capture and Utilization (CCU), og resultaterne viser os, at CCU ikke konsekvent reducerer CO2-udledningerne,« skriver førsteforfatter Kiane de Kleijne, der er ph.d.-studerende på Department of Environmental Science ved Radboud University, i en mail til Videnskab.dk.

»Hvis en teknologi ikke reducerer CO2-udledningerne betydeligt, og den stadig er meget langt væk fra kommercialisering, så er det måske bedre at omdirigere finansieringen til teknologier, der har potentialet til virkelig at reducere emissionerne drastisk,« fortsætter hun. 

Har set på en række metoder

I studiet har forskerne gransket den nuværende litteratur på området, der har lavet livscyklusvurdering af en række CCU projekter, som indkluderer CO2, der er fossil, atmosfærisk eller biogen. 

Forskerne har derefter set på, om de forskellige CCU-teknologier er kompatible med Paris-aftalen. For at være det skal teknologien:

  1. Halvere CO2-udledningerne inden 2030 sammenlignet med det konventionelle produkt, de har til hensigt at erstatte
  2. Føre til nul CO2-udledningerne i 2050

Af de 74 CCU-metoder forskerne gennemgik, opfyldte otte af dem 2030-målet, og kun fire var i stand til at nå nul-udledning i 2050, konkluderer forskerne.

»De metoder, der opfylder kriterierne, bruger biogen CO2, lagrer det permanent i produkter eller gør begge dele. Resten er enten ikke i stand til at reducere livscyklus-udledningerne med 50 procent eller er ikke markedsklar i tide,« uddyber Kiane de Kleijne til Videnskab.dk. 

indfanget_co2

Figuren skal læses fra venstre mod højre. Man kan indfange CO2 fra en række kilder: Når CO2'en er biogen, kommer den fra affaldsforbrædning eller kraftvarmeværker, når den er fossil, er det fra kulkraftværker, og er den atmosfærisk, har vi hevet CO2'en direkte ud af atmosfæren (det kaldes også Direct Air Capture - DAC). Når man har fanget klimagassen, er det muligt at bruge den på flere måder, som de blå linjer også viser. En af de oplagte måder er at bruge det i industrien, for eksempel til at lave plast. Derudover kan det bruges til at lave grønne brændstoffer til skibe og fly. (Illustration: Kleijne et al.)

Teknologi må ikke blive en sovepude

De få projekter, der ifølge forskerne er på linje med Parisaftalen i 2050, lever op til to ud af tre kriterier:

Kan være flere teknologier derude


I studiet har forskerne kun haft mulighed for at inkludere alle de kombinationer af CO2-kilder, fossile, atmosfæriske eller biogene, der er blevet offentliggjort i tidligere undersøgelser. 

Det betyder, at der godt kan være andre teknologier derude, som der ikke ligger data på, skriver Kiane De Kjeine til Videnskab.dk.

Da flere CCU-teknologier stadig er under udvikling, er det stadig svært at sige, hvordan teknologier udvikler sig i fremtiden - det kan gå begge veje, lyder det fra forskerne. 

  • CO2’en lagres permanent i beton, stål og lignende
  • CO2'en er af biogen eller atmosfærisk oprindelse
  • Selve indfangnings- og omdannelsesprocesserne, der ofte kræver brint, er CO2-neutrale

Når man fanger CO2 ved en punktkilde, så foregår det for eksempel ved, at man udstyrer en skorsten - givetvis på en cementfabrik eller på et biogasanlæg - med et fangstanlæg, en slags filter.

Det filter fanger CO2’en, og her føres den opsamlede røggas fra skorstenen igennem en række rør, hvor CO2’en blandes med en væske, der til sidst adskiller CO2 fra røgen.

Udfordringen er dog, at det kræver energi at holde den CO2-støvsuger kørende.

Men det koster især på energikontoen, når kulstoffet skal bruges i en kemisk proces med brint til at lave brændstoffer.  Og er det ikke sol- eller vindenergi, der bruges i den proces, kan det ende med at gøre mere skade end gavn på klimaet. 

»De store forhindringer er i opsamlings- og konverteringsprocesserne, som typisk er meget energikrævende. Så længe de energikrævende processer ikke kan antages at bruge emissionsfri energi, kan flere CCU-metoder føre til højere udledninger, end de produkter de har til hensigt at erstatte,« melder Kiane de Kleijne til Videnskab.dk.

CO2-fangst forudsætter samtidig, at der skal være en masse CO2, vi kan fange og putte ned i jorden, hvis idéen skal virke. Men teknologien må ikke blive en sovepude for at forlænge kulkraftværker eller blot øge afbrændingen af biomasse.

Derfor advarer forskerne bag studiet om at låse sig fast i et system, hvor CCU-teknologier afleder opmærksomheden fra mere effektive redskaber til at få banket udledningerne i bund. Det indebærer en generel reduktion af vores energiforbrug og lagring CO2’en i undergrunden (CSS), fordi det ikke kræver samme mængder strøm.

Få teknologier batter

Professor Thomas Højlund Christensen finder det særlig interessant, at artiklen sætter de CCU-teknologier, der er beskrevet i videnskabelig litteratur, ind i et udviklingsperspektiv, hvor forskerne samtidig ser på, hvor moden teknologien er.

»Det er ikke mange af de teknologier, der nævnes, som kommer på den rigtige side af aksen for, hvad der teknologisk er fuldt udviklet og CO2-neutralt, som Parisaftalen foreskriver. Og nogle af dem, der faktisk når kriterierne, er ikke noget, der batter ret meget i det store perspektiv,« siger Thomas Højlund Christensen, der er professor på Department of Environmental Engineering ved DTU.

»De teknologier, der falder under den kritiske linje, omfatter for eksempel binding af CO2 i stålslagge (restprodukt fra forbrænding, red.), som ikke kommer til at batte så meget i det store regnskab. Det store perspektiv er at få lavet nogle brændstoffer, som vi kan bruge de steder, det ikke er mulige at elektrificere fuldt ud, som for eksempel skibe og fly,« fortsætter han.

Det nye studie tegner samtidig et billede af, at man nok skal være påpasselig, når man investerer i CCU.

Teknologierne skal ikke bare være rigtige i 2030, hvor de formentlig erstatter fossile teknologier. De skal også give mening i 2050, når fossile teknologier er udfasede, tilføjer Thomas Højlund Christensen.

elektrolyseanlaeg_

Her er en skitse over, hvordan det vil være muligt at bruge vindenergi til at lave syntetiske brændsler til vores transportsektor. Med elektrolyse bruger man elektricitet fra vind og sol til at spalte vandmolekyler til brint og ilt. I fremtiden kommer vi til at få brug for mere grøn strøm, i takt med vi både skal have elbiler, varmepumper og lave grønne brændstoffer. (Ilustration: A. Hauch et al., Science)

Mangler grøn strøm

En af de helt store udfordringer kommer som sagt, når vi skal bruge CO2’en til at producere de såkaldte grønne brændstoffer til at drive skibe og fly. 

Den proces kræver nemlig, at man lader brint reagere med den indfangede CO2, og brintfremstillingen kræver meget strøm. Hvis det ikke er grøn strøm fra for eksempel vindmøller, der driver den kemiske proces (elektrolyse), kan det ikke siges at være klimavenligt.

Forsker i flere spor:

På DTU Kemiteknik forsker man  i CO2 fra tre vinkler:

1. Fangst: Forskellige metoder til at fange CO2 udvikles og testes.

2. Transport: Drivhusgassen transporteres på skibe og lastbiler samt i rørledninger. Forskningen ser bl.a. på gassens evne til at korrodere materialer samt på optimering af anlæg, der skal transportere CO2’en.

3. Udnyttelse: Forskerne undersøger, hvordan CO2 kan udnyttes til nye formål, f.eks. syntetisk brændstof eller i medicinal- og fødevareproduktionen.

Og her løber vi ind i endnu en udfordring: Vi mangler nemlig grøn overskudsstrøm til at producere de grønne brændstoffer, vurderer Thomas Højlund Christensen, der ikke har været en del af studiet.

»Når vi skal elektrificere en stor del af samfundet og samtidig skal bruge strøm til at lave brint, som er det store energikrævende element i CCU processen, så er der næppe grøn strøm nok med de nuværende udbygningsplaner.«

Bare i Danmark skal vi ikke længere tilbage end i november 2021, hvor en række eksperter over for Politiken udtrykte bekymring over manglen på grøn strøm frem mod 2030. Blandt andet, fordi vi skal bruge strøm til varmepumper, elbiler og Power-to-X. 

Thomas Højlund Christensen understreger samtidig, at CO2-fangst ikke må blive en undskyldning for at bygge nye - eller forlænge - kulkraftværker.

Men det giver mening at indfange CO2 på for eksempel affaldsforbrænding og i cementindustrien, som er industrier, vi ikke bare sådan kan undvære, vurderer professoren.

Det er vigtigt at forstå, at CC - altså Carbon Capture - ikke er en teknologi i sig selv. Det skal enten være med lagring eller brug for øje, når vi indfanger CO2’en. 

Her er Carbon Capture and Storage (CCS) et godt sted at starte, påpeger Thomas Højlund Christensen.

»Der er ikke noget galt i at fange CO2 og lagre den til at starte med, og senere hen kan man komme i en situation, hvor man har CO2-mangel. Her kan man så gå hen og bruge CO2’en.«

»Men man kan ikke bare ud fra en almindelig genanvendelsesbetragning tro, at fordi det er genanvendelse, så er det per automatik bedre. Det gælder ikke her, fordi genanvendelse kræver en hel masse strøm, når vi skal omdanne det til brændstoffer,« slutter Thomas Højlund Christensen.

 

Red Verden med Videnskab.dk

I en konstruktiv serie ser Videnskab.dk nærmere på, hvordan mennesket kan redde verden.

Vi tager fat på en lang række emner – fra atomkraft og indsatser for at redde dyrene til, om det giver bedst mening bare at spise mindre kød.

Hvad siger videnskaben? Hvad kan man selv gøre hjemme fra sofaen for at gøre en forskel?

Du kan få mange gode tips og råd i vores Facebook-gruppe, hvor du også kan være med i overvejelser om artikler eller debattere måder at redde verden på.

Ny video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's videojournalister med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.

Ugens videnskabsbillede

Se flere forskningsfotos på Instagram, og læs om de utrolige billeder af Jupiter her.

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.

Hej! Vi vil gerne fortælle dig lidt om os selv

Nu hvor du er nået helt herned på vores hjemmeside, er det vist på tide, at vi introducerer os.

Vi hedder Videnskab.dk, kom til verden i 2008 og er siden vokset til at blive Danmarks største videnskabsmedie med over en halv million brugere om måneden.

Vores uafhængige redaktion leverer dagligt gratis forskningsnyheder og andet prisvindende indhold, der med solidt afsæt i videnskabens verden forsøger at give dig aha-oplevelser og væbne dig mod misinformation.

Vores journalister fortæller historier om både kultur, astronomi, sundhed, klima, filosofi og al anden god videnskab indimellem - i form af artikler, podcasts, YouTube-videoer og indhold på sociale medier.

Vi stiller meget høje krav til, hvordan vi finder og laver vores historier. Vi har lavet et manifest med gode råd til at finde troværdig information, og vi modtog i 2021 en fornem pris for vores guide til god, kritisk videnskabsjournalistik.

Vores redaktion gør en dyd ud af at få uafhængige forskere til at bedømme betydningen af nye studier, og alle interviewede forskere citat- og faktatjekker vores artikler før publicering.

Hvis du går rundt og undrer dig over stort eller småt, vil vi elske at høre fra dig og forsøge at give dig svar med forskernes hjælp. Send bare dit spørgsmål til vores brevkasse Spørg Videnskaben.

Vi håber, at du vil følge med i forskningens forunderlige opdagelser her på Videnskab.dk.

Få et af vores gratis nyhedsbreve sendt til din indbakke. Du kan også følge os på sociale medier: Facebook, Twitter, Instagram, YouTube eller LinkedIn.

Med venlig hilsen

Videnskab.dk