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

Målet med 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 de vanlige industrielle metodene ikke er energieffektive nok. På grunn av dette er det for tiden 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, implementeres i stor skala. Derfor trengs det videreutvikling av nye metoder, og vi mener å klare dette ved å benytte porøse- og funksjonaliserte faste stoffer (sorbenter) som reagerer med, og dermed fanger CO2 molekyler. For å få en kontinuerlig fangstprosess må stoffene regenereres for å brukes igjen etter at det er fylt med CO2. Siden det er store volum av gasser som må renses vil vi lage såkalte strukturerte enheter som igjen er bygget opp av ovennevnte utviklede materialer. De strukturerte enhetene har stor overflate og stor mekanisk styrke. De lages som moduler og kan derfor settes sammen som klosser til man oppnår ønsket størrelse på fangstanlegget. Ved å bruke slike strukturerte enheter vil man få en mer effektiv prosess. Når gode strukturerte enheter er fremstilt og testet på lab-skala vil vi utvikle en modell på en til to prosesser som inkluderer disse enhetenes karakteristikker. Modellene vil kunne gi oss svar på om prosessenes energieffektivitet og driftsøkonomi. Etter å ha valgt den mest optimale prosessen skal vi bygge et større testanlegg (såkalt pilotskala) for mer industrilike testbetingelser. Dette siste er viktig for å kunne oppskalere til effektive, store anlegg, med fangst av CO2 i milliontonn 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.