CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Sementindustrien er ansvarlig for 7% av verdens CO2-utslipp, og CO2-fangst er den mest effektive måten å redusere disse utslippene på. Oxyfuel sementproduksjon er en teknologi under utvikling for CO2-fangst i sementindustrien. I AC2OCem blir det utført pilotskalatester og analytiske studier for å bringe nøkkelkomponentene i oxyfuel sementanlegg til TRL 6 og dermed redusere tiden til kommersialisering. Første-generasjons oxyfuel teknologi for retrofit av eksisterende anlegg blir utviklet i prosjektet, med fokus på optimalisering av oxyfuel kalsinering og utvikling av brennerteknologi for opptil 100% alternativt drivstoff med høy biogen andel. Eksperimentelle tester og prosessanalyse med to virkelige sementanlegg som case studier vil støtte teknologioverføring fra TRL 6 til TRL 8. Lägerdorf-anlegget i Tyskland (LafargeHolcim) og Slite-anlegget i Sverige (Cementa/HeidelbergCement) er valgt for dette formålet, og prosesskonfigurasjonen for integrering av oxyfuel-teknologi i hvert av disse anleggene er utviklet. Videre blir det gjort tekno-økonomiske beregninger for disse anleggene, og basert på dette vil en veiledning for retrofit av oxyfuel teknologi i eksisterende sementanlegg utarbeides. I tillegg til dette blir en ny andre-generasjons oxyfuel-teknologi for nybygde sementanlegg utviklet i prosjektet. I denne teknologien trengs det ikke er resirkulering av røykgass, noe som vil gi mer kompakt utstyr, og dermed billigere anlegg. Hovedkomponentene i denne teknologien vil bli bragt fra TRL 2 til TRL 6 ved hjelp av pilottesting. En ny type oxyfuel brenner for opp til ren oksygenforbrenning er for første gang blitt utviklet og de første testene i et pilotskalaanlegg på Universitetet i Stuttgart er utført. På SINTEF utføres CFD-simuleringer for å støtte design og utvikling av prosessen av ThyssenKrupp, VDZ og SINTEF. Det overordnede prosessdesignet vil senere bli optimalisert og deretter evaluert gjennom en tekno-økonomisk studie. Resultatet av de tekno-økonomiske studiene vil hjelpe sementindustrien med å forstå hvordan man kan gå videre med avkarbonisering av sementsektoren ved hjelp av oxyfuel-teknologien. Bærekraftsaspekter vil bli analysert ved hjelp av livssyklusanalyser.

In AC²OCem, pilot-scale experiments, as well as analytical studies, will be performed to bring the key components of oxyfuel cement plants to TRL6 with the aim of reducing the time to market of the oxyfuel technology in the cement sector. AC²OCem will explore the 1st generation oxyfuel for retrofitting, focusing on optimization of the oxyfuel calciner operation and advancing the kiln burner technology for combusting up to 100 % alternative fuels with high biogenic share to bring this Bio-CCS solution to TRL6. The experimental investigations will be complemented by retrofitability analysis to support the technology transfer from TRL6-TRL8, considering real boundary conditions from 2 cement plants that are selected by ECRA as potential oxyfuel demo plants. Ultimately, the techno-economic evaluations will prepare a guideline for retrofitting oxyfuel in existing cement plants. Moreover, within AC²OCem, the innovative 2nd gen. oxyfuel technology for new-build cement plants, in which the flue gas recycle loop is excluded, will be promoted from TRL2-TRL6 in key components. An unprecedented oxyfuel kiln burner for highly enriched up to pure oxygen combustion will be for the first time developed and tested in a pilot-scale facility that replicates cement kiln conditions. A novel process design for the 2nd gen. oxyfuel technology, associated with high cost-saving potentials, will be introduced. This process design will be optimized and subsequently assessed economically through a techno-economic feasibility study. The outcome of this techno-economic benchmarking will support the cement industry on how to proceed with decarbonization of the cement sector using the oxyfuel technology. AC²OCem will encompass the environmental sustainability aspects of oxyfuel technologies for retrofitted and new-build cement plants by conducting life cycle assessments. Results will be exploited and disseminated within the CCS community and the cement industry to maximize the project's impact.