– Hvordan fjerner man avgasser fra CO2 i dag?
– Selv om fjerning av CO2 med aminløsninger er å betrakte som kjent teknologi, så er det meg bekjent kun ett fullskalaanlegg (The SaskPower’s Boundary Dam i Canada) som nå settes i drift ved et stort kullfyrt kraftverk. Flere steder i verden har man dog store pilotanlegg basert på amin-
absorpsjon.
– Teknologien er kjent ut fra anvendelsen den i mange år har hatt i prosessindustrien, ofte for å rense ut CO2 fra mindre volumstrømmer og i rensing av naturgass for å skille CO2 fra metan ved høyt trykk. Som for alle kjemiske prosesser spiller gassammensetning, temperatur og trykk en viktig rolle for effektiviteten, så teknologien måtte tilpasses for røykgass fra kraftverk.
Polyvinylamin
– Hvordan er den nye membranen konstruert?
– Den nye membranen («fixed-site-carrier membrane») er en polyvinylamin (PVAm) som kan strykes på en bærestruktur av flate plastark eller hule fibre. Selve membranen er den supertynne PVAm-hinna som vi legger på en bærestruktur av polysulfone (PSf) – en komposittmembran. Polymere forbindelser er lange kjedemolekyler hvor strukturen repeteres flere tusen ganger.
– PVAm-polymeren inneholder amingrupper som er festet til kjeden («fixed-site-carrier»). Vi har optimalisert mange parametere i framstillingen av komposittmembranen for effektiv innfanging av CO2.
Membraner: Det lille skillet som gjør den store forskjellen
Liker ikke fuktighet
– Hvordan fungerer den?
– Viktigst er høy fuktighet i gasstrømmen. Da vil amingruppene aktiveres med vann, CO2 omdannes til bikarbonat (HCO3-) og transporteres gjennom membranen. På den andre siden omdannes det igjen til CO2-gass. Forenklet sagt er det samme reaksjon som skjer når vi puster ut CO2. I lungene våre er det et enzym som katalyserer en superhurtig reaksjon som kun skjer med CO2. Røykgassens andre deler blir igjen på den andre siden.
– Ofte «liker ikke» membraner fuktighet. Spesielt for vår membran er at vi trenger vannet som er i røykgassen. Separasjonens «drivende kraft» er i hovedsak konsentrasjonsavhengig. Vi slipper å bruke mye energi for å komprimere gassen; isteden suger vi med vakuum på permeasjonssiden hvor CO2 oppkonsentreres.
– Hvilke typer utslipp kan metoden brukes til?
– Når det gjelder «vår» patenterte FSC-PVAm-membran, er forutsetningen som sagt at gassen inneholder fuktighet. Så er det begrensinger på temperatur og trykk. Vi har foreløpig kun testet opp til 70 °C. Membranen tåler å tørke, men fungerer da ikke så godt. De fleste kraftverk har imidlertid svovelrensing på røykgassen og da bringes temperaturen ned. Går vi opp i trykk, må strukturen av komposittmembranen endres noe for å hindre kompaktering.
– Vi utvikler dette for rensing av naturgass hvor vi fort er oppe i 80 bar. Vi styrker strukturen i membranen på forskjellige måter – også her har vi kommet langt.
Les også: Disse dyrene har superkrefter som industrien streber etter å gjenskape
Konkurransedyktig
– Kan den også brukes i gasskraftverk?
– Ren naturgass som brennes gir røykgass med relativt lavt CO2-innhold (rundt 5 %). Den nødvendige «drivende kraft» for membranseparasjonen blir liten, og arealene som trengs blir urimelig store, så prosessløsningen anbefales ikke i dag. Dersom prosessløsninger benyttes på kraftverket for å bringe opp CO2-konsentrasjonen før rensing («combined cycle»), kan det bli en god løsning med membranfangst også her.
– Simuleringer vi har gjort viser at om røykgassen inneholder ~8 % CO2, kan vi få konkurransedyktig membranløsning også her. Membranen vår er testet på røykgass fra kullkraftverk i Portugal. Vi er i startgropa med å teste for sementindustrien ved Norcem i Brevik og i forhandlinger med kanadiske selskaper for testing på strømmer tilsvarende 8 % CO2 (OTSG-røykgass).
Les også:
