Demonstrationsanlæg til CO2-fangst 2023

Igennem et EUDP-støttet projekt har ARC sammen med DTU, Pentair og Rambøll undersøgt, hvordan CO₂-fangst bedst muligt kobles til affaldsforbrænding, og om det det kan gøres energineutralt ved, at overskudsvarme fra CO₂-fangstprocessen udnyttes til fjernvarme.

CO₂-fangst er særligt interessant i forhold til energiudnyttelse af affald, da det er muligt at indfange store mængder biogen CO₂, hvorved et anlæg kan være med til aktivt at sænke den samlede mængde CO₂ i atmosfæren. Cirka to tredjedele af CO₂-udledningen fra Amager Bakke består af biogen CO₂

Udfordringen ved at koble CO₂-fangst til et affaldsenergianlæg er dog, at der er mange variationer i sammensætningen af den røggas, der kommer fra energiudnyttelse af affald. Det skyldes, at sammensætningen af det tilførte restaffaldet er varieret. Det gør, at et CO₂-fangstanlæg, der kobles til affaldsenergi, skal kunne håndtere ændringer uden at effektiviteten påvirkes.

Forsøgene på et lille pilotanlæg i 2021-2022 var meget lovende, hvad angår effektiviteten af fangsten. Derfor fortsatte ARC og partnerne bag forsøgene på et større demonstrationsanlæg. På dette anlæg kunne der fanges op til 4 tons pr. døgn, og anlægget har verificeret resultaterne, som blev opnået på pilotanlægget: Nemlig at det er muligt at fange CO₂ fra røggassen på et affaldsenergianlæg.

Den indfangede CO₂ var i fødevarekvalitet, blev tryksat og gjort til en væske. Denne blev mellemlagret i en lagertank uden for Amager Bakke inden den med jævne mellemrum blev afhentet og transporteret af Linde Gas. Den afsatte CO₂ blev bl.a. brugt på et gartneri på Stevns. Gartneriet bruger ligesom alle andre gartnerier CO₂ til at skabe en hurtigere og kraftigere vækst af grøntsagerne, så udbyttet bliver markant bedre på kortere tid. Traditionelt har gartnerierne produceret CO₂‘en med et gasfyr, og målet er at udfase brugen af fossil gas.

Det var første gang, at CO₂ fanget på et dansk affaldsenergianlæg blev brugt i industrien.

På demonstrationsanlægget var formålet:

Du kan læse mere om CO₂-fangst og ARCs projekt og resultater i nedenstående artikler. Materialerne er primært på engelsk:

Pilotanlægget til CO₂-fangst har været opstillet hos ARC indtil april 2022. Målet var at teste, om CO₂-fangst lader sig gøre på røggas fra et affaldsenergianlæg samt opbygge konkrete erfaringer med CO₂-fangstteknologien. Pilotforsøgene er de første af deres slags på et affaldsforbrændingsanlæg.

Denne forskningsartikel samler op på en række af de erfaringer, som arbejdet har kastet af sig. Erfaringerne er relevante for fremtidige forsøg med CO₂-fangstteknologier.

Denne forskningsartikel beskæftiger sig med, om den gennemførte CO₂-fangstproces på pilotanlægget hos ARC har ført til eventuelle uønskede udledninger.

CO₂-fangstprocessen foregår ved, at CO₂’en i røggassen fanges med et aminbaseret opløsningsmiddel. Dette bliver med tiden nedbrudt pga. urenheder i røggassen. Erfaringerne fra pilotanlægget hos ARC viser, at nedbrydningen kan føre til uønskede udledninger bl.a. fra røggassen og består også af korrosionsprodukter. Ved at installere et filter til at rense opløsningsmidlet for urenheder blev problemet udbedret.

Teknologien til at fange CO₂ og dernæst transportere den til enten lagring i undergrunden eller til anvendelse i PtX (som grundlag for udviklingen af grønne brændstoffer) er klar til at blive implementeret.

Denne forskningsartikel peger på, at der mangler en global harmonisering af rammerne for hele værdikæden fra fangst af CO₂ til den er blevet transporteret videre til lagring eller anvendelse. Særligt meget haster en standardisering af kvaliteten af CO₂. Jo højere kravene er, jo mere energi skal man bruge i processen med at fange og rense CO₂. Men til gængæld bliver den billigere at transportere og opbevare. Det er nødvendigt at koordinere dette på verdensplan for at reducere udgifterne igennem værdikæden. Det er også nødvendigt med en CO₂-infrastruktur og opbevaringskapacitet på tværs af landegrænser – for CO₂ kender ikke til landegrænser.

Solvent degradation and emissions from a CO2 capture pilot at a waste-to-energy plant – ScienceDirect

Nedbrydning og emission fra aminholdige solventer fra CO2-fangstanlæg er vigtige at håndtere. Denne artikel beskriver solventnedbrydning og luftemissioner fra CO2-fangst med 30 vægtprocent monoethanolamin (MEA) på pilotanlægget, der behandler røggas fra en ARC. Udsivningen af nitrosaminer og nitraminer viste sig at ligge under detektionsgrænsen. Foreløbige resultater viste, at installationen af en syrevask fjerner nedbrydningsprodukter fra den udtømte røggas med op til 83% for MEA.

Results from pilot-scale CO2 capture testing using 30 wt% MEA at a Waste-to-Energy facility: Optimisation through parametric analysis – ScienceDirect

Denne artikel indeholder en oversigt over data, der er indsamlet fra pilotanlægget. Pilotanlægget er fuldautomatisk, og strukturen for processtyring hjælper med at opnå flere stabile tilstande med regelmæssige intervaller. Derudover er pilotanlægget i stand til flere konfigurationer, der kan hjælpe med at optimere den nødvendige energi til efterbehandling af solvent. Artiklen drøfter pilotanlæggets grundlæggende konfiguration ved at anvende 30 vægtprocent MEA som solvent. Der blev udført eksperimenter for at analysere effekten af reboiler duty, solventflow og gasflow på pilotens ydeevne. Indflydelsen af disse parametre på flere aspekter drøftes detaljeret, og der gives anbefalinger til optimal drift af sådanne anlæg.

Du kan også få mere at vide om projektet på EUDP´s hjemmeside, og du kan læse mere om varmepumpeintegrationen og net-zero-energy i Ebbe Hauge Jensens speciale ved DTU fra 2021