De fleste metoder til at fange og genbruge CO2 lever ikke op til Parisaftalen

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.

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:

• 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.

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.

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 CO_2-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.