Sorbent Assisted Carbon Capture Tailored for Low CO2 Concentrations from Air and Low Industrial CO2 Emissions

Målet med SENSATION-prosjektet er å utvikle en ny fangstteknologi for lave CO2-konsentrasjoner fra luft og lave industrielle CO2-utslipp. Hovedutfordringene med lavkonsentrasjon CO2-fangst er høye kostnader og at dagens industrielle metoder ikke er energieffektive nok. På grunn av dette er det i dag ingen fangstteknologi tilgjengelig for industrier med lave CO2-konsentrasjoner i avgassen, selv om den kumulative effekten av disse er betydelig. For å nå klimamålene må teknologier for fangst av lavkonsentrasjon CO2, inkludert både fangst fra luft og fra industrier med lave CO2-konsentrasjoner i avgassen, gjennomføres i stor skala. I SENSATION-prosjektet vil vi nå målet vårt om en energi- og kostnadseffektiv teknologi som effektivt fanger lavkonsentrasjon CO2 ved å optimalisere både det faste materialet, adsorbenten, som fanger opp CO2, samt optimalisere prosesskonfigurasjonen. Siden det er store mengder gass som må renses, vil vi lage såkalte strukturerte enheter hvor adsorbentmaterialet er belagt på en bærende struktur. Ved å bruke disse strukturerte enhetene kan vi ha mere effektiv gassgjennomstrømming og derved kan hele prosessen intensiveres og videre har de strukturerte enhetene stor mekanisk styrke. Disse strukturene er laget som moduler og kan derfor settes sammen som klosser til ønsket størrelse på fangstsystemet er oppnådd. Når godt strukturerte enheter er produsert og testet i laboratorieskala, vil vi utvikle en modell for prosessen som inkluderer egenskapene til disse enhetene. Modellen vil kunne gi oss svar om prosessenes energieffektivitet og driftsøkonomi. Etter å ha optimalisert både adsorbentmaterialene og prosesskonfigurasjonen, vil vi bygge et større testanlegg (såkalt pilotskala) for mer industrilignende testforhold. Det siste er viktig for å kunne skalere opp til effektive, store anlegg, med fangst av CO2 i milliontonns skala.

The overall objective of SENSATION is to develop a sorbent-based carbon capture technology tailored for low CO2 concentrations varying from 400 ppm in air (Direct Air Capture, DAC, application) to 1-3 vol% for industrial sources. This will be achieved by 1) Validating scalable, commercially available sorbent materials that have high capacity and selectivity at low concentrations of CO2 and have a long-term stability; 2) Structuring sorbents by coating the sorbent material onto a substrate monolith. This includes selection of a substrate and a coating process of the sorbent to maximize bed density while lowering the pressure drop and thereby reducing the cycle time; 3) Designing a compact system with optimized temperature swing adsorption (TSA) and vacuum temperature swing adsorption (VTSA) processes to reduce energy and capital costs; 4) Techno-economic analysis to link the experimental development to large-scale design; 5) TRL6 demonstration of the developed technology at two industrial locations to test carbon capture both at very low (from air; via DAC) and low CO2 concentrations (from industrial off gas). Lessons learned during the operation will be used for implementation at scale; 6) Life cycle assessment to identify which key indicators need to be addressed to limit the environmental impacts of the technology, and to assess social impacts; 7) Exploitation, including activities on commercialization and scalability, yielding a roadmap for commercial deployment by 2030.