»Kæmpepotentiale« i klimakampen: DTU-forskere vil lave CO2 om til sten

Hele verdens udledning af CO₂ til atmosfæren kan få et afgørende hak nedad, hvis det lykkes forskere fra DTU at nå i mål med et nyt, banebrydende projekt.

Projektet har ét centralt endemål, som potentielt kan være med til at løse klimakrisen: At pumpe CO₂ fra virksomheder ned i jorden til stenarten basalt, hvor det hurtigt bliver til sten og kan ligge for evigt.

Det kræver ganske lidt basalt at få CO₂ til at reagere og danne sten, så potentialet er enormt:

• Verdens samlede CO₂-udledning på et år kunne ifølge et studie gemmes væk i basalt i undergrunden i et område, der dækker 20 kilometer x 20 kilometer x 1 kilometer.
• I 2018 udledte Danmark 55 millioner ton CO₂ til atmosfæren. Alt det kunne indfanges af blot 0,5 km³ basalt i undergrunden.

Basalt er størknet lava, der dækker godt otte procent af landjorden og ligger overalt på havbunden, så der er potentielt gigantiske masser at tage i brug.

»Hvis vi hurtigt kan lave CO₂ om til sten, kan vores metode blive et fyrtårn for Danmark med et vækstpotentiale, der minder om det, vi kender fra vindmøller. Vi ser det selv som en ’gamechanger’,« siger professor Susan Louise Svane Stipp fra DTU Fysik til Videnskab.dk.

Store virksomheder med på vognen

Susan Stipp står i spidsen for projektet sammen med DTU-kollegerne professor Henning Friis Poulsen og Stina Bjerg Nielsen.

Forskerne har forlængst opdaget, at naturen selv kan lave CO₂ om til sten, når luftarten kommer i kontakt med basalt, som du kan se på billedet øverst i artiklen.

I det nye projekt vil forskerne speede den naturlige proces gevaldigt op. Det sker med støtte til forskellige dele af projektet fra hele tre forskellige fonde, der giver i alt 52 millioner kroner.

Erhvervslivet giver også stor opbakning. Firmaer som ROCKWOOL, betonvirksomheden IBF og affalds- og energiselskabet ARGO er allerede med som partnere.

Ambitionerne lyder måske næsten for høje til at være realistiske, men andre forskere lægger sig faktisk på samme linje som forskerholdet bag planen.

Geolog: Dette alene kan løse problemet med CO2-udledninger

Lektor i geologi Kristoffer Szilas fra Københavns Universitet er ikke del af det nye projekt, men har på opfordring af Videnskab.dk sat sig ind i det.

Han deler Susan Stipps begejstring og mener, at det har et »kæmpepotentiale«.

Kristoffer Szilas bemærker, at i alt 70 procent af Jorden på land og i hav er dækket af basalt.

»Hvis processen kan blive effektiv nok, kan vi uden problemer hive CO₂ ud af atmosfæren og pumpe det ned til geologisk materiale i så store mængder, vi vil. Der er sådan set ingen øvre grænse for kapaciteten.«

»Det her alene vil kunne løse problemet med vores CO₂-udledninger, så denne her type forskning kan klart blive en del af løsningen på klimakrisen fremover,« vurderer Kristoffer Szilas, lektor på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning ved Københavns Universitet.

Ny tanke viderefører velafprøvet idé

Projektet bygger videre på en revolutionerende metode, som har været brugt i årevis i Island.

Her har firmaet Carbfix blandet CO₂ med vand og pumpet det ned til frisk og varm basalt i undergrunden.

Den danskvand-lignende CO₂-blanding reagerer med stenene i undergrunden og danner carbonatmineraler; kalksten.

Med andre ord: CO₂’en bliver omdannet til sten og er på den måde taget ud af klimaregnskabet for tid og evighed.

Du kan læse mere om den kemiske reaktion i artiklen Sensation: CO₂ kan omdannes til kalksten på rekordtid, der handler om Carbfix i Island.

Du kan også få et hurtigt indblik i processen i denne video fra Carbfix.

Naturlig kemi skal speede reaktionen op

Basalt kan dog bedst binde CO₂, når stenen er frisk og varm som på Island, hvor der er vulkansk aktivitet.

Mange andre steder på jorden er basalten derimod gammel og kold.

Det er her, forskernes projekt kommer ind i billedet.

Forskerne vil finde og teste organiske - også kaldet biogeniske - forbindelser; naturligt skabte stoffer, som kan hentes mange steder, for eksempel i eddike, spinat og alger.

Kort sagt skal stofferne på nanoskala virke som katalysatorer, der gør basalt i jorden mere reaktivt og på den måde gør stenene i stand til hurtigt at få CO₂ til at blive til sten.

Lykkes det, kan CO₂ hentes ud af en skorsten på en fabrik, pumpes direkte ned i undergrunden til basalt, hvor det omdannes til sten lokalt og dermed aldrig ender oppe i atmosfæren og bidrager til global opvarmning.

I Danmark kan man spekulere i, at en CO₂-tung virksomhed som cementproducenten Aalborg Portland kan udnytte, at den nordjyske undergrund gemmer på basalt.

Men potentialet er globalt set langt større, da mange områder gemmer på store mængder basalt.

Susan Stipp fremhæver USA, Kina, Indien, Rusland og Sydafrika, som både udleder kæmpemængder CO2 og samtidig har store forekomster af basalt i undergrunden.

»Det er helt centralt, at vores løsning er både billig og lokal, så virksomheder kan undgå at betale en masse penge for at komprimere CO₂ og sende det af sted til reservoirer i Nordsøen og lignende steder i verden,« siger Susan Stipp.

Et andet kort giver et løst overslag på, hvor der er vulkansk undergrund i Danmark. Se det i bunden af artiklen.

Carbfix-folk også med i DTU-projekt

DTU-forskernes projekt er også interessant for forskere i Carbfix, der håber, at de organiske stoffer kan få CO₂ til at reagere endnu hurtigere med basalt i den islandske undergrund.

To af grundlæggerne af Carbfix er derfor med i projektgruppen; Siggi Gislason og Eric Oelkers, som Susan Stipp har arbejdet sammen med i årtier.

Professor i geokemi Eric Oelkers er kendt som én af verdens førende eksperter i lagring af CO₂ i undergrunden.

»Jeg er optimistisk af økonomiske årsager,« bemærker Eric Oelkers, da Videnskab.dk taler med ham om projektet.

»Det koster under 200 kroner at lagre et ton CO₂ i undergrunden. Det er langt billigere end at købe CO₂-kreditter, så det her kan ikke bare redde verden, men også give penge i lommen. På den måde kan projektet gøre både de grådige og de altruistiske mennesker tilfredse,« siger Erik Oelkers med et smil.

Ifølge Susan Stipp vil der efter planen gå 4-5 år, før CO₂ kan blive pumpet ned til basalt med de organiske stoffer.

Udtjent stenuld skal vise vejen frem

Før vi når så langt skal forskerne nå et par helt centrale delmål, der i sig selv kan være med til at holde en masse CO₂ ude af det store danske klimaregnskab.

Tre trin i forskernes store plan er:

1. Gammel stenuld – tit omtalt som ’rockwool’ fra bygninger – skal knuses, blandes med CO₂ opløst i vand, tilsættes organiske stoffer og dermed optage store mængder CO₂ lokalt fra en skorstenen på en fabrik.

Denne del kan i sig selv være et bidrag til grøn omstilling.

I dag bliver udtjent stenuld gravet ned eller henlagt i store bunker. Det kan nemlig ikke brænde, for stenuld er i bund og grund en blanding af luft og smeltede småsten sat sammen som små tråde.

Stenuld har nogenlunde samme komposition som basalt. Derfor vil forskerne bruge den gamle stenuld som en slags pilotforsøg til at teste og udvikle de organiske forbindelser, så de så hurtigt som muligt kan få den udtjente stenuld til at reagere med CO₂, så gassen bliver til sten.

Det kan potentielt blive en god forretning, for masser af CO₂ bliver udledt, og der er bunker af udtjent stenuld at tage af fra depoter i lande som Danmark og ikke mindst Holland, som bruger store mængder stenuld i stedet for jord til planter i drivhuse.

2. Stenuld reageret med CO₂ skal erstatte cement i beton

Forskerne har større visioner end blot at få stenuld til at reagere med CO₂ for at omdanne gassen til faste mineraler.

Sammen med den danske betonvirksomhed IBF har de planer om at knuse og blande de nydannede mineraler i beton som erstatning for noget af den cement, der normalt bliver brugt.

Lykkes det, vil det betyde mindre CO₂-udledning til produktion af cement – samtidig med, at CO₂ lavet om til sten bliver muret inde i bygninger og andre betonkonstruktioner.

Trin 2 giver endnu en mulighed for at tjene penge på at gøre verden grønnere ved at genbruge ressourcerne i nye produkter i stedet for at smide dem ud; et koncept kendt som cirkulær økonomi.

Cirkulær økonomi bliver tit fremhævet som helt central i den grønne omstilling.

»Det er win-win hele vejen rundt,« lyder det fra Susan Stipp – og igen er Kristoffer Szilas fra Københavns Universitet enig.

»Der er intet dårligt at sige om det her projekt. Det er lige præcis sådan noget, vi har brug for, hvor der bliver tænkt ud af boksen og prøvet noget nyt af.«

»Kan de suge CO₂ ud og lagre det i ’rockwool’, er det godt. Finder de også en måde at anvende ’rockwool’ på og gøre det uskadeligt, er det en ekstra bonus. I mine øjne er det netop win-win, og jeg tænker, at det kan kun gå godt,« lyder rosen fra Kristoffer Szilas.

De to punkter skal vise vejen til trin 3 i projektet; det helt store globale mål, der skal hjælpe til at løse klimakrisen.

3. Naturlige stoffer skal få CO₂ til at reagere hurtigt med basalt

Når de naturlige stoffer forhåbentlig har vist deres værd i forsøget med at få CO₂ og stenuld til at reagere sammen, vil forskerne arbejde videre med at optimere stofferne, så de virker så billigt, sikkert og hurtigt som muligt.

Derefter gælder det om at teste de såkaldt biogeniske stoffer, hvor de virkelig har et stort potentiale: I kold basalt i undergrunden, så det kan blive lige så reaktivt som det varme basalt i Island.

Tanken er at lave et samarbejde med flere interesserede danske virksomheder, når projektet er nået så langt.

Under grafikken kan du læse om mulige udfordringer i projektet.

Hvad med disse to udfordringer?

Forskerne skal dog forberede sig på, at de måske skal gøre sig nogle grundige overvejelser undervejs, påpeger en forsker i CO₂-lagring ved Stanford University i USA, Matteo Cargnello, over for Videnskab.dk.

Da Matteo Cargnello hører overordnet om projektet, slår han ned på to potentielt store forhindringer for, at DTU-forskernes projekt kan redde verden:

1. Hvis man vil lagre alverdens CO₂ i basalt ved hjælp af DTU-forskernes metode, kommer det til at kræve næsten uoverskueligt store mængder organiske forbindelser. Hvordan vil man skaffe dem?
2. Hvad vil der ske med undergrunden, hvis vi pludselig lagrer kæmpemængder af CO₂ i sten verden over?

Du kan læse Susan Stipps kommentarer til Matteo Cargnellos overvejelser i boksen til højre.

På den anden side understreger Matteo Cargnello, at DTU-forskernes metode ser ud til at være både hurtigere og mindre krævende end andre metoder til at indfange og omdanne CO₂ til fast form.

»Blandt de mange tilgange og sten, der er blevet udforsket, ser det her bestemt ud til at have værdi.«

»Overordnet synes jeg, at det her repræsenterer en spændende retning på området, og de har meget overbevisende argumenter for deres sag, baseret på stenhård og bundsolid litteratur,« skriver adjunkt Matteo Cargnello i en mail til Videnskab.dk, hvor han sørger for at understrege, at de sidste ord er bevidste ordspil.

»Jeg er spændt på at se, hvordan dette projekt vil udvikle sig i de næste par år!«, slutter mailen fra adjunkt Matteo Cargnello, der både styrer sin egen forskningsgruppe på Stanford University i CO₂-binding og -udnyttelse og desuden er tilknyttet den kemiske forskning i det nystiftede Novo Nordisk Foundation CO₂ Research Center ved Aarhus Universitet.

Susan Stipp fra DTU tilføjer selv, at forskningen også skal afdække, hvordan de organiske forbindelser kan undgå at blive spist af bakterier, mens de arbejder i stenulden og basalten.

Detaljer holdes ude på grund af patent

Forskerne fra DTU har søgt om patent på de organiske forbindelser, der skal gøre det muligt hurtigt at omdanne CO₂ til sten. Derfor kan du for nu ikke få mere specifikt at vide, hvad de mere præcist består af, eller hvor forskerne henter dem fra.

Det har ikke været muligt at få en kommentar til projektet fra klima-, energi- og forsyningsminister Dan Jørgensen (S).

Forskerne gik i gang med projektet 1. juni.