For å holde energiomstillingen gjennomførbar og kostnadseffektiv på kort sikt, er bruk av blått hydrogen avgjørende. Med den banebrytende nederlandske SEWGS-innovasjonen kan stålprodusenter og raffinerier enkelt og kostnadseffektivt konvertere CO2-fangst fra prosessgasser til blått hydrogen. Plattformteknologien er allerede tilgjengelig og har bevist sin verdi i praksis. Jurriaan Boon og Soledad van Eijk svarer på 10 spørsmål om SEWGS.

1. Hva er SEWGS?

SEWGS står for Sorption Enhanced Water Gas Shift. Denne revolusjonerende kombinerte teknologien konverterer syntesegass til hydrogen og karbondioksid. Videre skiller SEWGS-prosessen karbondioksid fra hydrogengass i samme reaktor. Kombinasjonen sikrer en mer energieffektiv konvertering og tilnærmet fullstendig CO2-fjerning.

2. Hva er alternativene?

SEWGS har fremtidsutsikter, kan fortsette å vokse og kan brukes i mange flere sektorer. SEWGS-prosessen kombinerer en vann-gassfortrengningsreaksjon med CO2-adsorpsjon. I denne reaksjonen omdanner dampen karbonmonoksidet til karbondioksid og blått hydrogen. Adsorpsjonstrinnet hindrer hydrogenet i å reagere på karbondioksidet igjen. En ytterligere fordel er at prosessen foregår ved høye temperaturer og høyt trykk.

3. Hva skiller SEWGS fra andre oppkjøpsteknologier?

Den kanskje største forutsetningen for SEWGS «suksess var utviklingen av et solid absorberende materiale. Det første SEWGS-patentet dateres tilbake til 1915. På den tiden var imidlertid ikke forskere i stand til å utvikle det riktige materialet med den nødvendige aktive overflaten. Til syvende og sist ble hydrotalsitt anriket med kaliumkarbonat funnet å ha de beste adsorberende egenskapene. Men det var først med fremveksten av 3D-utskriftsteknologi at det var mulig å gi det materialet den rette formen.

Takket være materialets unike egenskaper har TNO klart å gjøre søylene åtte ganger mer kompakte. En ekstra fordel er at materialet ikke brytes ned, noe som igjen hindrer utslipp. Videre er SEWGS-adsorbenten katalytisk aktiv for vann-gassfortrengningsreaksjonen. Som et resultat kreves det bare ett materiale for både konvertering og anskaffelse.

4. Hva er fordelene med SEWGS?

Hovedforskjellen med andre eksisterende teknologier er at SEWGS kombinerer produksjon av blått hydrogen med CO2-fangst. Å kombinere disse prosessene i en reaktor resulterer i en mye mer effektiv prosess, som betyr at mindre energi går tapt. Her er hvordan TNO demonstrerte under en prosess hos stålprodusenten SSAB at fangst av ett tonn CO2 fra stålgass krevde 62 % mindre energi enn konvensjonell CO2-fangstteknologi.

Følgelig hadde den behandlede stålgassen en svært lav kostnad på rundt 33 euro per tonn CO2 fanget. Dette beløpet er lavere enn gjeldende handelspris for utslippskvotene (juni 2021). Og det er mens SEWGS allerede er 28 prosent billigere enn benchmark. Takket være den lave kostnaden er applikasjoner allerede mulige med en positiv business case og en avkastning på investeringen på 5 til 7 år.

5. Hvem kan bruke SEWGS?

Under prosessene produserer den petrokjemiske og stålindustrien restgasser hvis sammensetning ligner syntesegass. Bedrifter bruker ofte disse restgassene som energikilde til andre prosesser eller til energiproduksjon. Med SEWGS-teknologi kan disse selskapene fortsette å bruke gassen, uten dens negative effekter på miljøet. TNO ser imidlertid også søknader om SEWGS andre gassstrømmer.

6. Hva er syntesegass?

Syntesegass er en blanding av karbonmonoksid og hydrogen. Mange restgasser inneholder også mye karbondioksid. Nesten alle organiske stoffer, både fossilt brensel og landbruksavfallsstrømmer, kan gassifiseres for å syntetisere gass. I sistnevnte tilfelle er gass derfor et bærekraftig alternativ til naturgass. Dersom CO2 i tillegg fanges og lagres, skapes det også negative CO2-utslipp. SEWGS gjør det siste mulig.

7. Har teknologien allerede bevist sin verdi?

Ja, TNO har allerede vellykket demonstrert driften av SEWGS-prosessen i industriell skala hos det svenske stålselskapet SSAB. I et pilotmiljø av Trinnvis prosjekt I Sverige Det er et SEWGS ti meter høyt oppsett med en diameter på førti centimeter som inneholder tre tusen kilo adsorberende materiale. Den sykliske kapasiteten til dette anlegget er fjorten tonn CO2 per dag.

8. Hva er blått hydrogen?

For å skille mellom de forskjellige metodene for hydrogenproduksjon har det samme molekylet blitt tildelt farger: grønn, grå, blå og turkis. Grønt hydrogen produseres ved å bryte ned vannmolekyler til hydrogen ved elektrolyse. Med grå hydrogen brytes naturgass ned til hydrogen og karbondioksid. Grått hydrogen med CO2-fangst og -lagring kalles blått hydrogen.

9. Hva skjer med fanget CO2?

I Norge er CO2 allerede fanget og lagret i en underjordisk akvifer. Det er planer i Nederland om å lagre CO2 i avgassfelt i Nordsjøen. Drivhushagebruk bruker allerede CO2 for å fremme veksten av blomster og planter. CO2 er også en kjemisk byggestein for ulike kjemikalier og plast.

CO2en som blir igjen hos SEWGS er av en slik kvalitet at TNO bruker 20.000 liter metanol den kan fungere som stålgass. Men teknologien egner seg også til å lage en blanding av hydrogen og nitrogen for syntese av ammoniakk.

10. Kan jeg bestille en SEWGS-installasjon?

SEWGS har allerede bevist seg i praksis. Om to år er det en i Sverige SEWGS-konfigurasjon med flere kolonner som vil fange 150 kton CO2 per dag. Ved å bruke flere kolonner er det mulig å kontinuerlig generere mer enn 95 % ren CO2 og hydrogen. TNO vil da lisensiere teknologien. Oppsettet og kostnadene for en installasjon avhenger av det spesifikke miljøet installasjonen skal utføre sitt arbeid i. Det samme gjelder de økonomiske og energimessige fordelene som avhenger av den nøyaktige situasjonen.