Minska koldioxidutsläpp med industriell koldioxidförvaltning

Den brådskande frågan att bekämpa klimatförändringarna har satt fokus på industriella koldioxidutsläpp världen över. Även om koldioxid behövs för livet på jorden bidrar överflödet av denna växthusgas i atmosfären, som till stor del har orsakats av mänskliga aktiviteter, till den globala uppvärmningen.

Som ett resultat av detta undersöker industriföretag i allt större utsträckning möjligheter att begränsa sina utsläpp. De drivs av ny lagstiftning, större påverkan från intressenter och en ökad förståelse för att miljöansvar är en etisk aspekt av företagande.

Strävan efter en hållbar hantering av koldioxidutsläpp drivs av mänsklighetens kollektiva mål att bromsa klimatförändringarna. Det gör att regeringar implementerar allt strängare bestämmelser för processer med stor miljöpåverkan. Parisavtalet, som ratificerades av 196 parter år 2015, betraktas som en milstolpe och slår fast ett globalt mål att begränsa uppvärmningen till 1,5 °C (2,7 °F) över förindustriell nivå. Att hålla temperaturen under denna siffra kräver en förväntad minskning av växthusgasutsläppen med 45 % till 2030 och många nettonoll-åtgärder till 2050.

För att främja detta globala mål stiftas allt fler regionala lagar som sätter ett pris på koldioxid, till exempel USA:s Clean Air Act och Inflation Reduction Act, tillsammans med EU:s klimatlag och utsläppshandelssystem. Dessa åtgärder uppmanar eller lockar branscher att minska sitt koldioxidavtryck genom att tvinga företag att ta hänsyn till utsläppskostnaden i sina affärsbeslut.

Utöver lagstiftning finns det en rad andra drivkrafter som riktar strålkastarljuset på tekniker för koldioxidförvaltning i industrin, bland annat:

• Företagsmål för nettonollutsläpp: många företag strävar efter att rätta sig efter globala mål och intressenters förväntningar genom att sätta upp ambitiösa interna nettonollmål. För att uppnå dessa milstolpar krävs det att man noggrant mäter, spårar och rapporterar utsläppsdata.
• Regelefterlevnad i distributionskedjan: ledande företag som har ett hållbarhetsåtagande ställer liknande förväntningar på sina leveranskedjor och kräver att deras leverantörer redovisar sina egna åtgärder för att minska koldioxidutsläpp. Nödvändiga åtgärder innefattar att definiera och rapportera mål för att minska risken att förlora värdefulla företagssamarbeten.
• Koldioxidmarknaden: den frivilliga koldioxidmarknaden är ett ekonomiskt incitament för att minska koldioxidutsläppen. Den gör det möjligt för företag att kompensera för sina utsläpp genom att köpa koldioxidkrediter som finansierar andra projekt för koldioxidinfångning.
• ESG: investerare blir mer medvetna om de ekonomiska risker som klimatförändringarna kan medföra och vissa kräver transparens och agerande från de företag de investerar i. ESG-faktorer har blivit allt viktigare det senaste årtiondet och företags hållbarhetsprestanda ses ofta som en nyckelindikator på företagsvärde och resiliens på lång sikt. Organisationer med robusta strategier för koldioxidförvaltning har bättre förutsättningar att få investeringskapital, hantera renommérisker och vinna konkurrensfördelar i en värld där miljöhänsyn värdesätts i allt större utsträckning.

Till skillnad från traditionella strategier som fokuserar på att minska utsläpp helt och hållet har åtgärder för infångning, användning och lagring av koldioxid (CCUS) en annan approach. De har som syfte att fånga in koldioxid från stora utsläppskällor och sedan använda den för att tillverka värdefulla produkter eller lagra den på ett säkert sätt för att förhindra att den släpps ut och orsakar miljöskada. Var och en av dessa tre aspekter mognar snabbt, och nya metoder som ökar effektiviteten dyker upp hela tiden.

Processen för koldioxidinfångning innefattar att avlägsna CO₂ från ett processflödes avgaser för att förhindra att den släpps ut i atmosfären. Det finns flera olika metoder för att göra detta, var och en med olika fördelar och utmaningar, och med olika grader av teknisk mognad.

Infångning efter förbränning är den mest mogna och tillgängliga metoden, som fokuserar på att fånga in koldioxid från rökgas som produceras av kraftverk och industrianläggningar nedströms om förbränning av fossila bränslen. Aminer används ofta som lösningsmedel för att absorbera koldioxid från gasströmmen.

Även om denna metod effektivt fångar in en stor del av koldioxiden är den energiintensiv och kräver en betydande mängd värme för att regenerera aminer. Detta påverkar den totala anläggnings- och processeffektiviteten. Om energin kommer från fossila bränslen är det ett problem i sig.

Infångning före förbränning å andra sidan fångar in koldioxid uppströms i processen. Beroende på CO₂-koncentrationen kan aminbaserad infångning eller andra tekniker användas.

Användningsdelen av CCUS innebär möjligheten att omdefiniera infångad koldioxid från en avfallsprodukt som är avsedd för inneslutning till en säljbar vara.

Ökad oljeåtervinning (EOR) är ett exempel. Infångad koldioxid pumpas ner i tomma olje- och gasreservoarer för att öka oljeproduktionen samtidigt som CO₂ lagras under jord. Denna metod kräver dock noggrann övervakning för att motverka potentiella miljörisker förknippade med koldioxidläckage eller ökad seismisk aktivitet.

CO₂ kan också användas som en råvara för framställning av en mängd olika värdefulla material, som betong, plast och bränsle. Detta tillvägagångssätt är ett hållbart alternativ till traditionell tillverkning baserad på fossila bränslen. Faktorer som påverkar hur framgångsrikt detta är, är efterfrågan på marknaden, lägre kostnader och produktens totala miljöpåverkan.

Infångad koldioxid kan också bidra till att minska koldioxidutsläppen i den kemiska industrin genom att användas till värdefulla produkter som polyuretaner. Detta cirkulära tillvägagångssätt är lovande, men konkurrensen med den traditionella produktionen med fossila bränslen är tuff på grund av kostnaderna.

När koldioxid inte kan återvändas på grund av tekniska eller ekonomiska begränsningar måste den lagras permanent under jord så att den inte släpps ut i atmosfären. Geologisk lagring är den mest mogna och använda metoden för att binda koldioxid. Det innebär att gasen pumpas ner långt ner under jord i noggrant utvalda geologiska formationer. Tomma olje- och gasreservoarer, djupa salthaltiga grundvattenmagasin och saltdomer är vanliga alternativ för långtidslagring av koldioxid. Dessa geologiska formationer erbjuder storskalig och säker lagring tack vare ogenomträngliga lager av takbergart som förhindrar att CO₂ läcker ut i atmosfären.

Säker och permanent koldioxidlagring kräver noggranna platsbedömningar, avancerade övervakningssystem och effektiva regelverk. Dessa åtgärder bidrar till att hantera potentiella risker som koldioxidläckage, ökad seismisk aktivitet och grundvattenförorening. Även om geologisk lagring är det mest bärkraftiga alternativet under en överskådlig framtid fortsätter forskare att utforska alternativa lagringsmetoder.

Mineralkarbonatisering efterliknar till exempel naturliga geologiska processer där CO₂ mineraliseras med grundämnen i jorden för att bilda stabila karbonatmineraler och effektivt kapsla in koldioxiden under lång tid. Även om långtidslagring har stor potential kräver denna process väsentlig energitillförsel och det finns utmaningar gällande kostnader, skalbarhet och tillgång till resurser.

CCUS blir visserligen alltmer bärkraftigt, men det finns flera faktorer som förhindrar en utbredd tillämpning av tekniken. Framför allt kräver CCUS-teknik betydande kapitalinvesteringar. Att skala upp CCUS så att det påverkar de globala utsläppen på en meningsfull nivå kräver globalt samarbete tillsammans med stora investeringar i ny infrastruktur, bland annat rörledningar, lagring och transportnätverk.

Infångning och komprimering av CO₂ kräver en betydande mängd energi, vilket kan innebära att vissa av fördelarna med minskade utsläpp försvinner. Att förbättra CCUS-teknikens energieffektivitet är därför avgörande för att öka den totala miljönyttan.

Det finns dessutom oro gällande CCUS hos allmänheten som måste bemötas, i synnerhet gällande risken för koldioxidläckage från geologiska lagringsplatser. En robust infrastruktur och sträng lagstiftning är avgörande för att hantera risker förknippade med industriella utsläpp och därmed vinna allmänhetens förtroende.

Hantering av CO₂-utsläpp har sina egna utmaningar, men att inte göra något alls kan leda till att vi får ännu fler hinder att övervinna. När växthusgaser släpps ut i atmosfären bidrar koldioxid till klimatförändringarna. CCUS-teknik är ett sätt att eliminera eller mildra koldioxidens påverkan. Trots dess potential finns det mycket att göra för att införa effektiva infångningsmetoder och effektiva användningsstrategier.

Att utveckla användningsfall kräver ett fortlöpande samarbete mellan regeringar och industriföretag, men i takt med att tekniken för koldioxidförvaltning utvecklas och stordriftsfördelar förverkligas förväntas kostnaderna minska avsevärt. Detta gör att en cirkulär koldioxidekonomi får mer bärkraft.

Att utforska innovativa tekniker som CCUS, optimera befintliga processer för energieffektivitet och investera i förnybara energikällor är avgörande steg för varje industriföretag som vill minska sina koldioxidutsläpp. När efterfrågan på koldioxidsnåla lösningar ökar kan företag som effektivt hanterar koldioxid få konkurrensfördelar. Detta innefattar att locka investerare och bygga ett gott renommé inom hållbarhet.