Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Low-Cost CO2 Capture by Chemical Looping Combustion of Waste-Derived Fuels (LOUISE Norway)

Alternativ tittel: Kostnadseffektiv CO2-fangst med kjemisk sirkulasjonsforbrenning (CLC) av foredlet avfallsbrensel (LOUISE Norway)

Tildelt: kr 7,2 mill.

Prosjekt LOUISE har som mål å demonstrere kjemisk sirkulasjonsforbrenning (CLC - Chemical Looping Combustion) som en innovativ og effektiv CO2 fangstteknologi i varme- og kraftproduksjon fra foredlet avfallsbrensler. Produksjon av varme og kraft fra avfall genererer CO2. Fangst av CO2 fra avfallsforbrenning vil bidra til den helt påkrevde reduksjonen i globale CO2-utslipp. En del av karbonet i avfall er av biogen opprinnelse, så CO2-fangst fra avfallsforbrenning vil faktisk også bidra til negative CO2-utslipp, dvs fjerne CO2 fra atmosfæren. Integrasjon av CO2 fangst i et avfallsforbrenningsanlegg er både kostbart og vil kreve ekstra energi, noe som reduserer anleggets virkningsgrad. Prosjekt LOUISE vil derfor utvikle og demonstrere forbrenning av foredlete avfallsbrensler i CLC pilotanlegg opp til 1 MW (TRL6). CLC er en innovativ prosess for varme- og kraftproduksjon med CO2-fangst, med mulige fordeler knyttet til virkningsgrad og kostnad. Det er en oxy-fuel fangstteknologi men uten behov for kryogen luftseparering. I stedet blir oksygen separert fra luft som en integrert del av CLC-prosessen. Det blir gjort ved bruk av metalloksider. Et veldig relevant metalloksid er ilmenitt, et mineral som utvinnes og prosesseres i stor skala i Norge. Prosjektet vil validere bruk av ilmenitt i CLC med foredlet avfallsbrensel. For å ytterligere redusere kostnader og øke graden av sirkularitet, vil prosjektet også evaluere mulig bruk av avfallsmaterialer fra stål- og titan-industri som aktuelle metalloksider i CLC-prosessen. Den miljømessige påvirkningen av et CLC-anlegg som forbrenner foredlet avfallsbrensel vil bli kvantifisert med livssyklusanalyse. Et hovedmål er å forberede for pre-kommersiell demonstrasjon av teknologien. Design og kostnadsestimat for et 10 MW demonstrasjons-anlegg vil derfor bli etablert som en del av prosjektet. Prosjekt LOUISE startet høsten 2021 og skal avsluttes sent 2024. Det er et ACT-3 prosjekt med samarbeid mellom forsknings- og industripartnere fra Norge, Tyskland, Hellas og Tyrkia. Den norske delen av prosjektet finansieres av CLIMIT. Den involverer SINTEF og NORSUS som forskningspartnere, og Kvitebjørn Bio-El AS, Geminor AS, Kronos Titan AS og Titania AS som industripartnere. Den norske delen av LOUISE er i hovedsak involvert i testing av teknologien ved bruk av SINTEF sitt 150 kW pilotanlegg i Trondheim, evaluering og testing av relevante metalloksid-materialer, og livssyklusanalyser av de forskjellige casene som utvikles av hvert av landene i prosjektet. Noen viktige resultater så langt: * Det er gjennomført sukessfulle testkjøringer i 150 kW pilotanlegget. De viser at høy CO2 fangstrate kan oppnås (> 95 %) og at ytelse forøvrig er minst like god som for biomasse, som brukes som referansebrensel. * Nye metalloksidmaterialer basert på avfallsfraksjoner fra stål- og titanindustri er testet i lab-skala og viser seg å være relevante kandidater til forbrenning av foredlete avfallsfraksjoner i en CLC-prosess. * En livssyklusmodell for CLC er utviklet og kan benyttes både på case med CO2 fangst og lagring (CCS) og på case med CO2 fangst og utnyttelse (CCU. * Et case med et tenkt CLC-anlegg for damp- og kraftproduksjon på Øra industriområde i Fredrikstad er utviklet. Det vil tjene som basis for kostnadsevaluering og livssyklusanalyse. * Prosjektet og teknologien har blitt presentert på Avfall Norge Energigjenvinnings-seminaret" i oktober 2021, på "6th International Chemical Looping conference" i september 2022, på CLIMIT Summit i Larvik i februar 2023, på TCCS-12-konferansen i Trondheim i juni 2023, og i en nylig publisert artikkel i journalen "International Journal of Greenhouse Gas Control" i november 2023. Det tredje GA-møtet i prosjektet ble avholdt i Fredrikstad i mai 2023 med deltagelse fra alle landene i prosjektet. Vert for møtet var Kronos Titan AS og møtet og alt rundt ble veldig godt mottatt av deltagerne. Møtet inkluderte også fabrikkbeøsk hos Kronos Titan samt hos Kvitebjørn Bio-El avfallsforbrenningsanlegg. Dette anlegget er basert på "fluidised bed" teknologi. Det samme er CLC og erfaringer fra slike eksisterende anlegg kan således gi mange verdifulle input for videre utvikling av CLC. En nyhetsartikkel om prosjektet og teknologien ble publisert i nettmagasinet "Vekst i Fredrikstad" i mai 2023, kort tid etter GA-møtet. En av de kommende viktige aktivitetene i LOUISE er testingen som skal gjøres på 1 MW skala på anlegget hos TU Darmstadt. Det skal gjennomføres i løpet av januar 2024. Den 6. februar 2024 vil prosjektet gjennomføre et åpent webinar for å orientere om prosjektet, teknologien og overordnede resultater så langt.

The aim is to prepare for pre-commercial demonstration of Chemical Looping Combustion (CLC) for CO2 capture from solid waste-derived fuels (waste-to-energy WtE). CLC is an innovative, highly efficient combustion process for generation of power and heat providing a concentrated stream of CO2. A net electrical efficiency above 35 % and CO2 avoidance costs below 25 €/t can be expected for CLC of waste-derived fuels, which is a significant improvement compared to first generation CO2 capture technologies. The potential impact of enabling CLC for WtE is large, especially in urban areas where WtE plants are a major source of CO2. A main advantage of the CLC concept is the separation of the heat production from the release of problematic substances. This allows for higher steam temperatures and electrical efficiency, even for more low-quality fuels, such as waste. The LOUISE project will: • Demonstrate CLC of solid waste-derived fuels in a realistic environment with pilot tests at 150 kWth and 1 MWth scale (TRL 6) using ilmenite as the oxygen carrier due to its known favorable properties • Elaborate the basic design and cost estimation of a 10 MWth demonstration unit (TRL 7). • Validate new oxygen carriers and industrial by-product; investigate the interaction of oxygen carriers with impurities in the waste-derived fuels • Develop concepts for utilizing spent oxygen carrier from CLC in metal production processes • Determine the environmental impact of CLC waste-to-energy plants using life-cycle assessment methodology • Develop business cases of commercial CLC plants firing waste-derived fuels on existing sites of the industrial partners in the four participating countries (Germany, Norway, Greece, Turkey) • Investigate the potential for CO2 delivery from CLC WtE plants for permanent storage at Northern Lights (Longship) and/or CO2 utilisation

Budsjettformål:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Temaer og emner

InternasjonaliseringInternasjonalt samarbeid om utlysningPortefølje InnovasjonPortefølje Banebrytende forskningDelportefølje InternasjonaliseringMiljøteknologiKutt i utslipp av klimagasserBransjer og næringerOlje, gassBransjer og næringerLTP3 Høy kvalitet og tilgjengelighetLTP3 Miljøvennlig energi og lavutslippsløsningerCo-Funded/ERA-NETERA-NET Cofund H2020FNs BærekraftsmålMål 11 Bærekraftig byer og samfunnLTP3 Muliggjørende og industrielle teknologierByFNs BærekraftsmålMål 13 Stoppe klimaendringenePortefølje Muliggjørende teknologierCO2-håndteringFNs BærekraftsmålMål 9 Innovasjon og infrastrukturGrunnforskningInternasjonaliseringInternasjonalt prosjektsamarbeidFNs BærekraftsmålMål 7 Ren energi for alleTjenesterettet FoUPolitikk- og forvaltningsområderOlje og gass - Politikk og forvaltningAnvendt forskningDigitalisering og bruk av IKTPrivat sektorLTP3 Rettede internasjonaliseringstiltakKlimarelevant forskningCO2-håndteringCCS - fangstLTP3 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevneFNs BærekraftsmålLTP3 Klima, miljø og energiPolitikk- og forvaltningsområderEnergi - Politikk og forvaltningPolitikk- og forvaltningsområderPolitikk- og forvaltningsområderForskningLTP3 Bærekraftige byregioner og transportsystemerLTP3 Fagmiljøer og talenterPortefølje Energi og transportPortefølje ForskningssystemetLTP3 IKT og digital transformasjonDigitalisering og bruk av IKTDelportefølje KvalitetInternasjonaliseringBransjer og næringerEnergi - NæringsområdeLTP3 Et kunnskapsintensivt næringsliv i hele landetLavutslippCo-Funded/ERA-NET