Indfangning af CO2 ved hjælp af varmepumper

Indfangning af drivhusgassen CO2 fra industrielle processer som cementfremstilling er en krævende og derfor dyr øvelse. Imidlertid, ved at introducere en vedvarende varmepumpe i opsamlingssystemet, den energi, der kræves for at opfange CO2, reduceres med tre fjerdedele.

Det burde være godt nyt for klimaet, da cementfremstilling er ansvarlig for seks procent af verdens CO2-udledning. Dette er mere end den samlede produktion af alle fly i verden. Blandt andet, det har fået Norges Socialistiske Venstreparti til at lancere ideen om at skabe et marked for cement fremstillet med nul-emissioner.

Den nye renseteknologi, der lanceres, kan dog anvendes i alle industrielle processer, der udleder CO2 i udstødningsgasser, såsom cementfremstilling, metallurgi, affaldsforbrænding og kulfyrede kraftværker.

Kombination af forskellige teknologier

Beregningerne og metoden stammer fra SINTEF Industry og Politecnico di Milano, som er lykkedes at reducere energiforbruget under CO2-opsamling og rengøring (skrubning) ved hjælp af såkaldt SARC-teknologi. SARC står for "Swing Adsorption Reactor Cluster". Dette er en CO2 -opsamlingsproces, der kombinerer brugen af ​​en varmepumpe og en vakuumpumpe til at reducere energiforbruget, når CO2 fjernes fra udstødningsgassen.

I praksis betyder det, at den varme, der genereres i den kemiske reaktion, der finder sted under opsamlingen af ​​CO2, genvindes. Det genbruges så i den mere energikrævende proces, hvor CO2 frigives fra kemikaliet (adsorbenten), som fjernede CO2 i første trin.

Dette sker ved hjælp af varmepumpeteknologi. Derudover er desorptionen udsat for moderat trykfald, som gør det muligt for varmepumpen at fungere mere effektivt, og derved forbedre energieffektiviteten. (Se illustration)

Som resultat, en stor mængde varme overføres mellem de to reaktorer i processen, og energiomkostningerne reduceres betydeligt.

Velegnet til eftermontering i eksisterende installationer

Testning er stadig i gang for at afgøre, hvilken adsorbent der opfanger CO2 mest effektivt. Blandt andet, effektive test er blevet opnået ved anvendelse af polyethylenimin (PEI) og alkalimetalbaserede adsorbenter, begge i pulverform.

Både varmepumpen og vakuumpumpen, der bruges i SARC-processen, er drevet af elektricitet. Dette gør det nemt at eftermontere en skrubbeinstallation på eksisterende udstødningskilder, hvis det er nødvendigt, i modsætning til mange andre teknologier, som kræver kompleks varmeintegration eller yderligere dampgenerering.

SINTEF arbejder nu på at estimere omkostningerne ved at integrere SARC-teknologi i tre specifikke industrier:Cementfremstilling, energiproduktion fra affald og kulfyret elproduktion. Målet er at demonstrere konceptet i et nyt projekt finansieret af CLIMIT -programmet.

CLIMIT er det norske nationale program for forskning, udvikling og demonstration af teknologi til fangst, håndtering og bortskaffelse af CO2 i forbindelse med gasbaseret energiproduktion fra fossile brændstoffer.