Karbonatisering – koldioxidlagring som skapar värde

För att minska mängden koldioxid i atmosfären och klara målet om 1,5 graders uppvärmning satsas nu mycket resurser på att hitta nya metoder för att fånga upp och lagra koldioxid, så kallad CCS. Traditionell CCS innebär avskiljning av koldioxid från utsläppskällor samt transport till och lagring i geologiska formationer. Som ett alternativ till att lagra koldioxiden permanent under havsbottnen efterfrågas enklare och billigare sätt. Industrin har de senaste åren fått upp ögonen för karbonatisering som är en teknik som både kan avskilja och lagra koldioxid lokalt. Dessutom skapas produkter, exempelvis utfällt kalciumkarbonat, som kan säljas eller användas i andra processer. Genom att ta hjälp av en naturlig process finns det stora möjligheter att omvandla restprodukter till olika typer av resurser samtidigt som användningen av koldioxid skapar kolsänkor.

Stort intresse från industrin

På RISE enhet för infrastruktur och betong startade man upp forskning kring karbonatiseringsbaserad CCS för ett par år sedan. Och intresset från industrin har ökat stadigt.

– Vi jobbar med utveckling av olika tekniker inom koldioxidavskiljning och lagring, bland annat karbonatisering. Vi utvecklar också lämpliga material som kan avskilja koldioxid från olika rökgaser. Det finns en väldigt stor potential att hjälpa världen att nå klimatmålen med den här typen av tekniker, säger Placid Atongka Tchoffor som forskar inom området på RISE.

Naturlig process

Karbonatisering är en naturlig process där koldioxid från luften reagerar med kalcium och magnesium. Fenomenet förknippas vanligtvis med cement, men processen går att använda för många olika material. Rent konkret går metoden ut på att man använder ett lämpligt lakningsmedel för att extrahera kalcium och magnesium från restprodukter med höga halter av dessa ämnen, exempelvis slagg eller aska. Koldioxiden hjälper till att omvandla kalcium och magnesium till kalciumkarbonat eller magnesiumkarbonat i fast form. De karbonatiserade materialen eller rena karbonater kan sedan användas som fyllnadsmedel i betong eller som fyllmedel i färgprodukter eller massa- och pappersprodukter.

Säker lagringsmetod

En annan fördel är att metoden är betydligt säkrare än andra lagringsmetoder. Karbonatiserade produkter är nämligen thermodynamiskt stabila vid normala temperaturer och kan ligga ute utan att något händer.

Forskning ska bidra till att nå klimatmål

Forskningen inom RISE handlar om att utveckla kostnadseffektiva karbonatiseringsprocesser med dessa restprodukter för olika tillämpningar och därmed bidra till att nå Sveriges klimatmål på ett decentraliserat sätt.

– Vår ambition är att utveckla värdekedjor där utsläppare av koldioxid, producenter av alkali-innehållande restprodukter och slutanvändare av karbonatieringsprodukter bidrar och drar nytta av karbonateringsbaserad CCS.  Genom detta kan kostnader for karbonatisering delas bland flera aktörer och därmed görs koldioxdavskiljning och lagring mer ekonomiskt bärkraftiga, säger Placid Atongka Tchoffor.

Kostnaden avgörande

Globalt finns det en potential att fånga in och lagra ungefär 100 000 gigaton koldioxid med hjälp av karbonatisering. Placid Atongka Tchoffor har sett att ett av hindren för att utveckla CCS har varit de stora kostnaderna. Om det går att göra billigare och samtidigt skapa andra vinster för industrin skulle metoden kunna få ett brett genomslag.

– Vi vill använda restmaterial från industrin som man idag betalar för att deponera. Om det i stället går att använda detta som en råvara i den här processen skapar det nya möjligheter. Det gäller att skapa en värdekedja där man har olika aktörer som drar nytta av koldioxidavskiljning och lagring genom karbonatisering. Om kostnaderna kan delas mellan olika aktörer kan CCS bli något som är lönsamt både för industrin och miljön, säger Placid Atongka Tchoffor.

Restprodukter blir till resurs

Lidköping energi är ett bolag som intresserat sig för karbonatisering. I dagsläget betalar man runt 1 000 kronor per ton för att bli av med flygaska från omvandling av avfall och biomassa. Men genom ett projekt som man driver tillsammans med RISE ser man att det i stället är möjligt att använda askan för att fånga in koldioxid, och samtidigt få fram ett material som kan säljas eller användas på olika sätt.

Tillgång till material en utmaning

För bolag som vill testa på karbonatisering gäller det att man har möjlighet att ta vara på produkter från karbonatiseringen. Det är en stor fördel om det går att skapa en värdekedja med olika aktörer där alla får nytta. En stor utmaning är också att hitta material som kan karbonatiseras då det inte finns i varje stad i Sverige.

– Det största kilomaterialet finns i gruvindustrin som producerar anrikningssand som till största delen deponeras. Det finns ett intresse av att använda detta för karbonatisering men det uppstår ett logistikproblem då gruvorna finns i norra Sverige. Materialet måste transporteras då de flesta utsläppare finns i södra Sverige, säger Placid Atongka Tchoffor.

Inom RISE utvecklas metoder för separation av koldioxid där karbonatisering också kan användas som avskiljningsprocess för gaser från industrin.

– Det som gör karbonatisering intressant är att man avskiljer och lagrar samtidigt. Om man tar en annan typ av material som exempelvis aminer, de hjälper bara till att avskilja, men kan inte lagra koldioxid, säger Placid Atongka Tchoffor.