Att ta tillvara koldioxid skulle gynna klimatet, men tills vidare förbrukar processen onödigt mycket energi

Artikeln har publicerats i tidningen Yliopisto 8/2023.

Många miljöproblem har avhjälpts genom att filter eller reningsanordningar installerats i toppen av fabriksskorstenar. Varför skulle inte samma metod kunna användas för att hindra klimatförändringen?

Den främsta orsaken till att klimatet blir varmare är koldioxidutsläpp som härstammar från uppvärmning, industri och trafik. Utsläppen av växthusgaser skulle minska avsevärt om vi använde koldioxidavskiljare direkt i skorstenen på kraftverk och fabriker.

Tekniken existerar redan och det är enkelt att installera en avskiljare efter svavelfiltret i skorstenen. Problemet är kostnaden och energiförbrukningen samt vad man ska göra med koldioxiden efter avskiljningen. Särskilt när det gäller energiförbrukningen återstår mycket arbete:

– Det har beräknats att om man försökte ta tillvara koldioxidutsläppen från ett kolkraftverk skulle det förbruka en tredjedel av den energi som kraftverket producerar, säger Timo Repo, professor i kemi.

Koldioxid är inte ett gift

För att avskilja koldioxid används oftast en metod där en vattenlösning som innehåller aminer, dvs. kvävehaltiga föreningar, sprutas på förbränningsgaserna. Aminerna reagerar med koldioxiden och binder den till karbonatsalt. Koldioxiden separeras från saltet genom uppvärmning.

I princip skulle koldioxiden också kunna lagras i saltform, men aminer är så dyra att man hellre separerar och återanvänder dem, trots att det kräver energi.

Timo Repo medverkar i ett projekt som har som mål att minska energiförbrukningen vid koldioxidavskiljning. Enligt Repo vore det inte rimligt att försöka ta tillvara all koldioxid.

– Det är avsevärt mycket dyrare att ta tillvara allt jämfört med att bara ta det mesta. Koldioxid är inte ett gift utan en råvara som är nödvändig för växter. Man måste överväga vilken mängd som är kostnadseffektiv och ändamålsenlig att avskilja.

Vad händer med koldioxiden efter att den lösgjorts från sin saltform? Det har länge talats om att lagra den i uttömda olje- eller gaskällor. Norge har redan sådana koldioxidlager i Nordsjöområdet.

Nya läkemedel

En nyare idé är att använda koldioxiden till nya produkter. Det går till exempel att tillverka syntetiska bränslen genom att kombinera koldioxid med väte. Även detta kräver mycket energi och binder inte koldioxiden permanent.

Värdefulla kemikalier, plaster, kolväten och cement kan också tillverkas av koldioxid. Solar Foods är ett företag i Finland som har för avsikt att använda koldioxid för att producera mat. Inom bland annat dryckesindustrin används koldioxid redan nu.

Repo och hans forskningsgrupp försöker lösa problemen med återvinning av koldioxid. Gruppen undersöker till exempel om det går att framställa antibiotika med hjälp av koldioxid.

Fosgen, som är en farlig stridsgas från första världskriget, används fortfarande vid tillverkningen av antibiotika. I Repos modell har fosgenen ersatts av koldioxid.

– Läkemedelsmolekylen är densamma, men den är säkrare att tillverka. Metoden öppnar upp för att enkelt tillverka andra läkemedelsmolekyler och utveckla nya föreningar.

Skogen binder

Av de globala koldioxidutsläppen tas kanske bara en tusendel tillvara. Den mellanstatliga panelen för klimatförändringar (IPCC) förutser dock att framför allt biobaserad koldioxidavskiljning kommer att ha en viktig roll i kampen mot klimatförändringen.

Träd binder koldioxid från atmosfären när de växer. När trä bränns släpps koldioxid ut i atmosfären igen. Om koldioxidutsläppen från skogsindustrin eller biokraftverk tas tillvara, avlägsnas koldioxiden permanent från kretsloppet och atmosfären blir renare.

Att ta tillvara biobaserad koldioxid kan ha stor ekonomisk betydelse för Finland och Sverige, och för skogsjättarna. 60 procent av koldioxidutsläppen från industrin i Finland är biobaserade.

– Det biobaserade kolets betydelse kommer att växa både i Finland och Sverige. Neste har redan meddelat att bolaget kommer att sluta raffinera olja inom tio år och i stället övergå till att tillverka bränsle av förnybara råvaror, säger forskningsledare Markku Ollikainen, ordförande för Finlands klimatpanel.

Oljan är svårast

Sverige har kommit längre än Finland inom koldioxidavskiljning, och utgår från den i en del av sina klimatåtgärder. I Stockholmsregionen kommer man snart att börja avskilja koldioxid vid en avfallsförbränningsanläggning. I Riihimäki i Finland avskiljs koldioxiden redan nu vid en avfallsförbränningsanläggning.

Av de fossila bränslena är oljan svårast att ersätta, säger Ollikainen. Syntetiska bränslen som framställs av koldioxid lämpar sig därför väl för en övergångsperiod. Framöver behöver vi kunna tillverka fler kolbindande produkter.

– De skulle kunna fungera som kollager på samma sätt som trävaror. För närvarande pågår det ett intensivt arbete inom branschen för att ta fram nya produkter.

Ollikainen uppskattar att vi eventuellt ska kunna avskilja och lagra 5–8 megaton biobaserad koldioxid per år i Finland på 2030-talet. I dagens läge ligger utsläppen från alla industrianläggningar i Finland kring 40 megaton per år.

Lämna urskogen i fred

En del miljöorganisationer har förhållit sig avogt till koldioxidavskiljning. Den befaras bromsa övergången från fossila bränslen. Den fossila ekonomin har en skadlig inverkan på miljön i de områden där bränslena utvinns, även om utsläppen inte skulle hamna i atmosfären.

Även biobränslen har sina nackdelar. I Enare har man bytt ut torv mot träbiomassa i det lokala fjärrvärmeverket, vilket i praktiken innebär att man eldar upp skogarna i området. Skulle det inte i ett sådant fall vara bättre att använda fossila bränslen i kombination med koldioxidavskiljning?

—Nästan vilket alternativ som helst är bättre än att hugga ner urskog. I själva verket krävs det större sänkor än enbart kompensation för klimatutsläpp om man vill skydda den biologiska mångfalden, påpekar Ollikainen.

Båda behövs

I allmänhet använder biokraftverken avfall från sågindustrin, men även fullvärdigt virke kan hamna i deras ugnar. Förbränning av biomassa leder varken till utsläppsrättsavgifter eller skatter, eftersom utsläppen betraktas som utsläpp från markanvändningssektorn. Politiken har gjort skogen till ett mycket lönsamt bränsle.

Enligt Ollikainen har förbränningen av träbaserade råvaror bidragit till att kolsänkorna i Finland har blivit mindre. Klimatpanelen har därför föreslagit en särskild skatt på träbränslen som används vid stora energianläggningar.

Koldioxidavskiljarna skulle kunna komplettera skogssänkorna. De skulle också minska risken för insektskador och andra naturskador i skogarna. De här sänkorna ersätter inte varandra, utan kompletterar varandra, säger Ollikainen.

— Båda behövs. Vi behöver metoder för att minska koldioxidhalten i atmosfären. Natursänkorna har en viktig roll, men vi behöver också tekniska lösningar.

Utsläppen för stora

Koldioxid är en förnybar kolkälla, precis som biomassa, påminner Timo Repo. Produktutvecklingen kring koldioxid är inte problematisk för den biologiska mångfalden.

— Jag ser inte koldioxid som något mirakelmedel, men i vissa fall kunde det vara vettigt att använda den som råvara. Produkter ska förstås inte till tillverkas bara för att lagra koldioxid, utan för att de behövs, säger Repo.

Problemet med koldioxidutsläppens omfattning kan inte lösas förrän användningen av fossila bränslen minskar. De globala utsläppen av växthusgaser uppgick till 58 100 megaton koldioxidekvivalenter 2019. Repo uppskattar att högst 300 megaton koldioxid skulle kunna användas för hela världens kemikalier per år.

— Utsläppen i dag är enorma och de metoder som används är inte nog för att binda en sådan mängd koldioxid. Därför måste åtgärderna för att minska utsläppen bli effektivare. Nya sätt att binda och utnyttja koldioxid bör utvecklas.

Tidningen Yliopisto är en vetenskapstidskrift vid Helsingfors universitet som följer journalistreglerna.