Tilbake til søkeresultatene

NAERINGSPH-Nærings-phd

Modellering av karbonfangst i saltsmelter

Alternativ tittel: Modelling of Carbon Capture in Molten Salts

Tildelt: kr 1,8 mill.

Prosjektnummer:

323885

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2021 - 2025

Midlene er mottatt fra:

Organisasjon:

Geografi:

I 2015 undertegnet 195 land Paris-avtalen, en global forpliktelse til å begrense gjennomsnittlig global temperaturstigning til 2°C. Ifølge FNs klimapanel vil det være ekstremt dyrt, om ikke umulig, å oppnå 2°C-scenariet uten karbonfangst og -lagring. Karbonfangst i saltsmelter (CCMS) er utviklet basert på en karbonfangstprosess kalt kalsiumlooping (CaL). CCMS skiller seg imidlertid fra tradisjonell CaL ved å ha den aktive substansen (kalsiumoksid) delvis oppløst i en saltsmelte i stedet for i fast tilstand. Å oppløse stoffet i smeltet salt gir en raskere reaksjonskinetikk, og det er ikke funnet at absorbenten degraderer over gjentatte sykluser. Dette kan gjøre CCMS til en mer økonomisk løsning enn tradisjonell CaL. Dette ph.d.-prosjektet er et samarbeid mellom Enestor AS og NMBU, og tar sikte på å verifisere om CCMS er en prosess for fremtiden av karbonfangst. CCMS har indikert et potensial for å fange CO2 ned til 0,76vol% med lovende resultater. Imidlertid er kinetikken til reaksjonen kun kjent ned til 4vol% og det eksisterer utslipp lavere enn 4vol% som utgjør store mengder CO2 totalt sett. Derfor vil dette prosjektet undersøke hvor effektiv CCMS er for lavere konsentrasjoner. Kan CCMS fange CO2 effektivt fra kilder med lav konsentrasjon, og gjør det økonomisk lønnsomt å fange fra disse utslippene? Den neste utfordringen er hvordan designe et CO2- fangstanlegg. Basert på eksisterende forskning er det funnet at CCMS er i stand til å fange CO2, men det krever høye temperaturer (>900°C). Spørsmålet er hvordan man kan generere varmen og opprettholde energien for å gjøre prosessen så effektiv som mulig. Dette vil være hoveddelen av ph.d. prosjektet. Ved å bruke modelleringsverktøy og de innsamlede dataene fra eksperimenter, kan et anlegg simuleres og de nødvendige energi- og størrelseskravene estimeres. Denne modellen kan deretter brukes til å forutsi kostnadene ved CO2-fangst og bygging av et anlegg.

Fangst av CO2 ved bruk av kalsium looping (CaL) er en av flere lovende teknologier som kan redusere kostnader ved fangst av CO2 i røykgasser fra store punktutslipp. CaL gjøres i dag der bestanddelene er gass og faststoff. For å få til CaL i praksis bruker man fluidized-bed-reaktorer. Ved NMBU er det utviklet en alternativ CaL-prosess som finner sted i en saltsmelte. Reaksjonskinetikken er vesentlig høyere og det er ikke dokumentert noen degradering av sorbenter i forhold til dagens CaL-prosesser i fluidized bed-reaktorer. Prosessen er gitt navnet Carbon Capture in Molten Salts (CCMS). Prosessen er gjennom eksperimental forskning funnet effektiv ned til 4vol% CO2, men det mangler systematisk data under dette nivået. Den første delen av dette prosjektet vil være å validere effekten til CCMS ved lave konsentrasjoner. Dette vil gi kinetiske parametere som er nødvendig for modellering av prosessen. Hovedmålet med dette prosjektet er å etablere en modell som beskriver sammenheng mellom de ulike delprosesser i karbonfangst basert på kalsium looping i saltsmelter (CCMS). Denne modellen skal brukes til å kunne kostnads-estimere prosessen og brukes for å kunne designe og kontrollere et fangstanlegg i industriell skala. Modellen vil lages på bakgrunn av litteratur og gjennom dataen som finnes fra eksperimenter som er utført på CCMS. Disse dataene er innsamlet gjennom allerede utførte eksperimenter ved NMBU. Den siste delen av prosjektet er å gjennomføre en tekno-økonomisk evaluering av CCMS. Ved å bruke modellen som er utviklet vil det undersøkes hvilke grenseverdier som gjør CCMS lønnsom sammenlignet med andre fangstmetoder. Dette vil være siste del av ph.d. prosjektet som vil indikere om CCMS vill være en del av framtidens karbonfangstmetoder.

Aktivitet:

NAERINGSPH-Nærings-phd