北极光在海边的二氧化碳接收站鸟瞰图

随着工业规模的碳捕获,挪威计划建设一个更绿色的未来

15岁时,艾文德·伯斯塔德(Eivind Berstad)开始与父亲一起在布雷维克(Brevik)附近的伊内奥斯(Ineos)石化厂担任工艺技术员。布雷维克是挪威东南海岸的重工业中心。

他说:“上夜班、操作10000马力的机器真是太酷了,既脏又热,而且压力很大。”。“对我来说,工业离家很近。”

现在,Berstad为贝洛纳总部位于挪威的环保组织。虽然过去,环保组织在布雷维克经常遭到质疑,但时代已经改变。他说,态度已经软化,对话也更容易进行。

他说:“要让公众、决策者或行业认真对待,你必须想出一个解决方案。”。“如果我们要建设海上风电,我们需要开采材料。如果我们要生产水泥,那么我们需要碳捕获和储存来减少排放。”

布雷维克是一个先驱项目的所在地,该项目旨在捕获诺塞姆那里的水泥厂。二氧化碳与其他排放物分离后,将从气体转化为液体,以便运输并储存在挪威西海岸大西洋下2600米的水库中。

布雷维克项目是挪威更大的国家努力的一部分,旨在成为碳捕获和储存,或CCS。

几十年来,该国发展了从海上油井中提取化石燃料的专业知识。现在,它正利用这些专业知识做相反的事情:建立基础设施来捕获二氧化碳,并将其深埋在大陆架之下,其中一些产生这些排放的燃料就是在大陆架下发现的。

一家名为阿克碳捕集现在正在布雷维克建造捕集厂。2024年建成后,它将成为水泥厂的第一个大型碳捕集工厂。

一个穿着蓝色连帽衫的男人站在一栋砖房前
奥斯陆Bellona碳捕获和储存团队负责人Eivind Berstad表示。Chris Welsch为微软拍摄。

Berstad拥有工业化学和生物技术硕士学位,是CCS专家。在贝洛纳任职期间,他一直是该项目的倡导者,并希望看到更多类似的项目。他说,该项目有潜力在减少排放的同时挽救就业机会。更重要的是,如果它被证明是有效的,它将成为其他地方类似行动的典范。

挪威在CCS方面的国家努力被称为长船这是一个罕见的大规模合作以实现气候目标的例子。挪威政府官员、Aker Carbon Capture、三家石油天然气公司、Norcem和微软都是不同的参与者,他们共同努力创建一个捕获、运输和储存二氧化碳的系统。(北极光壳牌、Equinor和TotalEnergies的合资公司将负责运输和储存二氧化碳。)

Aker Carbon Capture在Norcem工厂的运营将是挪威和欧洲其他国家希望参与该系统的众多参与者中的第一个。

水泥生产是温室气体排放量最大的生产国之一。据一些人说,它有助于大约8%排放到大气中的所有二氧化碳中,有几倍于航空业。

虽然一些环境组织和专家仍然反对碳捕获和储存的想法,但越来越多的共识如果地球要实现净零排放的目标,那么水泥和钢铁等难以减排的行业就需要它。政府间气候变化专门委员会(IPCC)2022年报告他说,CCS是缓解气候变化总体战略的重要组成部分。

与许多参与CCS的挪威人一样,汉娜·罗伦(Hanne Rolén)的职业生涯始于能源行业的开采领域。她是一名专门研究海底项目技术安全的工程师。现在,她是阿克碳捕获公司可持续发展部门的负责人。

她说:“对于我们所有参与CCS的人来说,一项重要的任务是揭开CCS真正的神秘面纱。”。“因为听起来很神秘。”

信息图从左至右显示了净捕集CO2排放的烟囱、表示将排放转化为液态碳的桶、运载液态碳的油轮、接收终端以及通往海底水库的管道的图形

Rolén解释的方式使这个过程很容易理解。水泥生产需要大量热量才能将石灰石分解为“熟料”,熟料是水泥的基础。将石灰石转化为熟料的化学过程会产生二氧化碳排放,而燃烧的燃料也会产生二氧化碳。

Aker Carbon Capture开发了一种捕获工厂烟囱排放物的系统。Rolén说,该系统使用胺基溶剂将二氧化碳从烟气中的其他元素中分离出来。用于分离二氧化碳的溶剂本身被重新分离并再次使用。然后,二氧化碳被压缩并液化,以输送至海底水库,并将其储存在那里。

她说,使用这个系统,工厂烟囱排放的二氧化碳量可以减少多达95%。该捕集厂的设计将处理水泥厂排放的一半烟气。每年将在布雷维克捕获约40万吨二氧化碳,然后由目前正在建造的专业船舶运输至挪威西海岸的伊加登接收站。

碳将被泵入天然存在的深海水库,这些水库已经过广泛的适应性筛选。正如罗兰所说,“以这种方式储存碳,利用了数百万年来一直在储存石油和天然气的地下结构的相同特点。”

如果没有挪威政府的巨额投资,这是不可能实现的。挪威政府为开发捕获、运输和储存二氧化碳的基础设施提供了高达70%的资金。整个项目Longship预计将耗资约250亿挪威克朗,约24亿欧元。北极光将负责液化二氧化碳的运输和储存。北极光希望最终管理储存了欧洲大部分捕获的碳.

自1996年以来,挪威一直在同一类型的海底水库中储存二氧化碳。但是,由于以前从未建立过这样一个全国性的系统,用于从多种来源捕获、运输和储存碳,而且监管还处于初级阶段,因此其发展的每一步都可能具有挑战性。

Jacob Bang是微软工业云的首席项目经理,在能源部门工作。

他说:“如果你今天想想石油和天然气,你会把它从地下抽出来,它就会成为产品,有人为此买单。”。“以一种非常简单的方式来说,这恰恰相反。你捕捉到一些东西,你把它放回地面,然后有人付钱。”

Bang是微软工程团队的一员,该团队正在构建一个集成数字平台,该平台将跟踪二氧化碳从排放点到最终储存点的过程。该系统将支持每个组织在“价值链”的每一步的工作,这意味着跟踪二氧化碳的物理运动以及发生的所有财务和其他交易。微软正在与北极光、阿克碳捕获和其他合作伙伴合作,创建这种新的“系统体系”,希望它能成为行业标准。该项目与微软更广泛的可持续发展目标.

Bang说:“Aker Carbon Capture需要与运输设施合作,也需要与储存设施合作。”。“问题是,所有数据都与碳的物理移动和需要在价值链上共享的交易联系在一起。”他说,数据需要共享、可访问和可验证。

处理二氧化碳是一项复杂的任务;当它通过CCS系统时,它采取不同的形式,需要不同类型的管理,并且必须在每一步进行仔细监测。此外,它在具有不同需求的不同组织之间移动。

因此,Bang表示,微软正在构建的数据平台将需要不同类型的工具;一些工程师目前正在开发中,以支持每家参与处理二氧化碳的公司。该系统将包括人工智能和其他先进工具。他说:“数据将是行业运行的核心。”。“微软正在大力投资建设数字基础设施,以支持价值链的所有部分,从在捕获现场收集数据到使用高性能计算分析用于存储CO的水库2.”

随着二氧化碳在系统中的流动,温度、压力和其他变量必须在过程中的每一步进行统计。这一点至关重要,因为随着新法规、税收和激励措施的生效,公司和政府机构将渴望获得可核实的数据来计算成本和收益。

在汉娜·罗伦看来,与微软的合作有可能加速实现欧洲更大的气候目标。

她说:“我们需要确保能够以更快、更便宜的方式将脱碳解决方案推向市场,并辅之以能够为最终产品提供更好透明度、可追溯性和信任度的数字工具。”。

位于奥斯陆的阿克碳捕集公司可持续发展主管汉娜·罗伦(Hanne Rolén)。Chris Welsch为微软拍摄。一个女人站在蓝白相间的背景前
位于奥斯陆的阿克碳捕集公司可持续发展主管汉娜·罗伦(Hanne Rolén)。Chris Welsch为微软拍摄。

罗兰为她的工作感到骄傲;她说,当她告诉孩子她做什么时,她感觉很好。但她也表示,这项工作才刚刚开始。她引用了国际能源署的2050年净零报告称,碳捕获和封存将是实现净零排放目标所需行动的必要组成部分。报告称,为了实现这一目标,还需要更多的CCS项目。

Rolén表示,虽然人们对CCS的兴趣呈“指数”增长,但如果要限制全球变暖,就需要以更快的速度建设更多像布雷维克这样的项目。她说:“要捕获和存储所需的卷,我们还有很长的路要走。”。

Bellona的CCS团队负责人Eivind Berstad表示,自20世纪90年代中期以来,Bellona一直提倡使用CCS来减少水泥和电力等行业的排放。

一段时间以来,该组织一直在与水泥生产商对话,推动CCS,并询问企业使用CCS的最大障碍是什么。它还游说政府提供更多支持。“需要理解的是,CCS是某些行业脱碳所必需的,”Berstad说。“它需要合法,需要以不同的方式得到支持。只要倾销CO2在大气中储存比储存便宜,排放将继续。”

他说,Aker Carbon Capture在布雷维克的项目是重要的第一步。

“在这种情况下,只有40万吨CO2每年一次,从欧洲的角度来看,这是微不足道的,”他说。“但要证明它是有效的,它确实兑现了承诺……这将是最重要的部分。”

上图:北极光公司位于挪威伊加登市的二氧化碳接收站。北极光图片。