Drömmen om rent kol

Det kan bli ett av människans största infrastrukturprojekt någonsin. Tekniken för att bli av med koldioxid, gasen som omvandlar vår planet till ett växthus. Koldioxidavskiljning och -lagring, ccs från engelskans carbon dioxide capture and storage, går ut på att ta bort koldioxiden i avgaserna främst från fossileldade kraftverk, omvandla den till flytande form, leda bort den i ledningar, transportera den över land och hav samt slutligen pumpa ner den under mark eller vatten. EU har redan hittat ett bättre klingande namn för detta: hållbart kol. Hur motsägelsefullt det än kan låta.

###Kolets återkomst

”Osäkerheterna är många och erfarenheterna få.” Den korta sammanfattningen av läget står Anders Hansson för. Hans doktorsavhandling Kolets återkomst från 2008 belyser ccs-tekniken i brett sammanhang, och i dag forskar han om ccs på Centrum för klimatpolitisk forskning vid Linköpings universitet.

– Det finns skäl att vara skeptisk, trots att den dominerande synen på ccs genomsyras av stark optimism, säger Anders Hansson. Teknikerna anser sig med tiden kunna lösa de problem som finns i dag. Bilden som förs fram är att det här är en teknik som redan finns och har prövats ut i andra sammanhang. Och det har man gjort, men de olika momenten har aldrig prövats tillsammans i full skala i ett sammanhängande system.

Det som återstår är alltså att foga samman tekniken, nå lönsamhet i hanteringen och få allmän acceptans för att fortsätta bränna kol i nästan hundra år till, samt lagra koldioxiden permanent. De trevande försöken hittills visar att det rör sig om utmaningar som ingen kan säga hur väl de kommer att falla ut.

###Det kostar att rena kolet

Det finns tre olika vägar att skilja kolet från koldioxiden: före respektive efter förbränning, samt att kolet kan eldas i ren syrgas i stället för i luft – så kallad oxyfuel-förbränning. Om koldioxiden ska tas bort före förbränningen förgasas kolet först, och när koldioxiden avskilts blir oftast nästan bara vätgas kvar. Vätgasen går då att bränna i stället för kol. Den andra metoden innebär att koldioxiden tas ut från avgasröken för att inte släppas ut i luften.

Med oxyfuel-tekniken, som har utvecklats av bland andra forskare vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg, består avgaserna av vattenånga vid sidan av koldioxid. Tekniken testas nu för första gången vid Vattenfalls pilotanläggning Schwarze Pumpe i östra Tyskland. Elproduktionen där är dock fortfarande försumbar, medan kolkraftverket intill bolmar på som förr.

Alla dessa sätt att rensa bort koldioxid testas i dag, och de beräknas medföra att upp till 80–95 procent av utsläppen försvinner. Samtidigt går det åt 10–40 procent mer bränsle för att producera samma mängd el som i en anläggning utan ccs.

– Det innebär inte bara att elen blir dyrare utan också att kolbrytningen ökar, påpekar Anders Hansson. Att bryta kol är i sig miljöförstörande, och dessutom släpps det ut mer metan, som är en mycket kraftfull växthusgas. Tas den med i kalkylen minskar andelen växthusgaser som atmosfären skonas ifrån till i sämsta fall 65 procent.

###Slutförvaras generationer framåt

När den avskilda koldioxidgasen har avkylts och komprimerats ska den pumpas ner i berggrunden för att lagras där permanent. Läckage är den största risken med lagringen.

– Om koldioxiden sipprar ut med bara 1 procent om året, kommer 63 procent tillbaka i atmosfären efter hundra år, och då är ju lagringen inte den slutgiltiga lösning vi talar om, säger Anders Hansson. Lagring är dessutom ett felaktigt ord i sammanhanget, en riktigare term är slutförvaring och denna är i dag ett hett forskningsområde.

Det finns olika geologiska alternativ för slutförvaringen – gasen kan pumpas ner i uttjänta olje- och naturgasfält eller tryckas in i porösa geologiska formationer, som saltvattenfyllda bergarter, så kallade akvifärer.

I en akvifär löses koldioxiden upp av saltvattnet och binds långsamt kemiskt till mineralerna, så att den förvandlas till kalksten och marmor. På så sätt stannar den kvar under jorden. Annars bör förvaringsplatsen vara förseglad, alltså ligga under ett lock av sten eller lera som hindrar koldioxiden att tränga upp till ytan igen.

Oljebolagen använder koldioxid sedan en tid tillbaka för att trycka ut resterade olja och gas ur de underjordiska lagren. Äldst bland de nära tjugo försök med koldioxidförvaring som pågår i världen är Sleipnerfältet under havsbottnen mellan Norge och Skottland. Sedan 1996 pumpar norska Statoil ner 1 miljon ton koldioxid per år i vattenfyllda hålrum i det porösa berget under havsytan. Koldioxiden, som har separerats från naturgasen, pumpas tillbaka ner till ett 250 meter tjockt sandlager långt under Nordsjöns botten. Där ligger den täckt av ett 800 meter tjockt skikt av lera och av 80 meter djupt havsvatten. Koldioxiden lär inte sippra ut, för vi vet ju att olja och gas har hållit sig kvar i liknande formationer i underjorden i många miljoner år.

– Frågan handlar dock om mängderna, påpekar Anders Hansson. FN:s klimatpanel IPCC har uppskattat att mellan 220 och 2 200 miljarder ton koldioxid måste förvaras någonstans under detta århundrade för att mänskligheten ska leva upp till klimatmålen. Ju mer koldioxid, desto mindre pålitliga lagringsställen kommer vi att tvingas använda. Hur säkra kan vi då vara på att gasen inte kommer ut igen?

###Orimliga avstånd

Kolet finns dessutom inte nödvändigtvis just där möjliga lagringsplatser för koldioxid finns. Ett omfattande nätverk av långväga transporter med bil, båt och ledningar måste byggas upp för att leda bort koldioxiden.

– Det är inte alltid som uttjänta olje- och gaskällor ligger på rimligt avstånd från kolkraftverken. Indien, till exempel, har mycket begränsade fyndigheter av både olja och gas, så var man där kan lagra sin koldioxid är oklart.

Koldioxiden från Vattenfalls tyska pilotanläggning Schwarze Pumpe skulle transporteras 35 mil västerut till ett uttjänt gasfält utanför Altmark och pumpas ner drygt 3 kilometer under markytan i den porösa sandsten som förr hyste naturgas.

###Kräver nya lagar

Men att lagra koldioxid under jorden har stött på motstånd från närboende. Protester från fjorton borgmästare i de östtyska byarna intill brunkolsfälten stoppade Vattenfalls planer. Lagstiftningen släpar efter, och det innebär att den mödosamt infångade och renade koldioxiden än så länge släpps ut i luften. På senare år har ett tiotal projekt världen över avbrutits på grund av folkliga protester, skenande kostnader, bristfälliga lagringsplatser och oklar lagstiftning.

Ett annat av Vattenfalls ccs-projekt, vid Nordjyllandsverket i Danmark, gick i stå förra året när danska bönder motsatte sig planerna på geologiska undersökningar för lagring utanför Ålborg. De är rädda för att läckande koldioxid kan förstöra grundvattnet, vilket experterna förnekar – koldioxiden ska hamna långt under vattnets nivå.

Men osäkerheten om framtiden och de höga kostnaderna fick Vattenfall att senarelägga planerna på att testa ccs vid Nordjyllandsverket. Det får vänta till 2020 då tekniken är mer utvecklad, enligt Vattenfall.

Under tiden kommer företaget dock att satsa på en demonstrationsanläggning vid brunkolsverket Jänschwalde vid polska gränsen i sydöstra Tyskland. Projektet fick i december 2009 EU-stöd på 180 miljoner euro, ungefär en tiondel av den uppskattade totala kostnaden, och planeras komma i gång 2015.

– De gigantiska kostnaderna hämmar utvecklingen. Företagen anser att riskerna är för stora, och de väntar helst på statliga subventioner, säger Anders Hansson.

###”Ett norskt månlandningsprojekt”

Flera länder, bland andra Storbritannien och Norge, har talat om att likställa stöd till ccs med förnybar energi. ”Ett norskt månlandningsprojekt”, kallade statsminister Jens Stoltenberg i sitt nyårstal inför 2007 satsningen på avskiljning och provlagring av totalt 100 miljoner ton koldioxid vid Statoils största oljeraffinaderi i Mongstad. Nu fick man flytta månlandningen fram i tiden när prislappen för provanläggningen på 115 miljoner norska kronor visade sig öka till mer än det dubbla, 260 miljoner.

###Tekniken passar storproducenterna

Tekniken har alltså inte testats kommersiellt ännu; den är dyr och osäker. Trots det har idén om att det rena kolet ska rädda oss undan växthuseffekten slagit igenom i alla läger: politiker, industrin, vetenskapen och många miljöorganisationer talar i dag om ccs. Klimatpanelen IPCC tog till sig tekniken i en utförlig rapport redan 2005. EU siktar på att bli världsledande.

– Det har uppstått ett antal intressanta allianser kring ccs. Till exempel var det OPEC-länderna som drev på mest för ccs under klimatmötet i Köpenhamn. Tidigare hörde de till skeptikerna i klimatfrågan. Men nu har de börjat vända. Troligen för att med ccs är deras verksamhet inte ett hot mot klimatet längre. ccs är en lösning som gör klimatproblemet lättare att acceptera.

”Vi är en del av problemet och vill också bli en del av lösningen.” Detta uttalande av Lars G. Josefsson, Vattenfalls koncernchef fram till i sommar, åskådliggör inte bara Vattenfalls ambition att bli ledande på klimatområdet. Det antyder även att lösningen är bunden till centraliserad storskalig energiproduktion, för det är svårt att få lönsamhet på kraftverk under 500 megawatt.

– Med ccs skulle vi kunna behålla vårt nuvarande energisystem, dominerat av fossila bränslen, under resten av århundradet, säger Anders Hansson. Det kräver inga större beteendeförändringar – vi kan köpa vår el med gott samvete och behöver inte ändra vår livsstil nämnvärt. Det passar det moderna samhället bra. Och politikerna behöver inte heller fatta några obehagliga beslut. Ofta ställs kolkraft med ccs mot kolkraft utan ccs. Och med de alternativen väljer ju de flesta ccs.

###Kolet räcker kanske inte till

Ja, för vad ska man välja? I grunden finns dock ett antal antaganden som är värda att genomlysas, påpekar Anders Hansson. Som att den ekonomiska tillväxten och de därmed ökande energibehoven skulle vara givna och inte tåla att diskuteras. Och att utvecklingsländer som Kina, Brasilien och Indien kan kräva sin andel av välfärden – det är bara rättvist. De anses ha rätt att elda sin strävan efter bättre liv med kol, det vill säga bygga nya kolkraftverk.

Man kan också se rent pragmatiskt på frågan: jordskorpan är rik på kol, och med tanke på hur människans utnyttjande av naturresurser har sett ut hittills är det svårt att tänka sig att vi skulle låta bli kolet. Så nya kolkraftverk kommer att byggas vare sig vi vill det eller inte, och då behövs ccs-tekniken. Fördelen är dessutom att den politiska tyngdpunkten flyttas bort från de oljeproducerande länderna – bara USA:s kolreserver, som är de största i världen, kan komma att spela en lika stor roll som arabländernas olja gör nu.

I dag kommer drygt hälften av USA:s liksom av Tysklands kraftförsörjning från förbränning av kol, 70 procent av Indiens och 80 procent av Kinas. Mängder av nya kolkraftverk finns på ritborden, och bara i Kina invigs ett nytt kolkraftverk i veckan. Att med ccs försöka leda tillbaka koldioxiden dit den kommer ifrån blir kanske den enda utvägen. Frågan är om den är möjlig.

– Prognoser som görs för utbyggnad av ccs räknar med att kolet ska räcka i minst ett par sekler till. Men det stämmer nog inte, och sinar fyndigheterna stiger priset på kol, som dessutom kommer att gå åt snabbare, eftersom tekniken kräver mer bränsle. Det högre priset på kol kommer att fresta på de ekonomiska kalkyler som många experter redan i dag anser vara överoptimistiska, säger Anders Hansson.

###Debatten är viktig

Risken med ccs är inte bara att metoden kanske kostar mer än man vågar erkänna. Den kan också invagga oss i en falsk förhoppning om att vi i framtiden kommer att bemästra klimatförändringarna. Enligt IPCC kan ccs under nästa århundrade stå för 15–55 procent av den önskade minskningen av koldioxidutsläppen.

Men det är svårt att göra realistiska bedömningar av hur mycket dyrare elen blir från en ccs-anläggning i full skala. Också framtida pris på utsläppsrätter för koldioxid påverkar prislappen – blir de för billiga kommer ccs-tekniken inte att löna sig.

Än ter sig kommersiellt fungerande anläggningar avlägsna, och fram till dess strömmar alltmer koldioxid ut i luften. ”Om kolindustrin kan hålla vad den lovar, då är jag för”, skrev miljöaktivisten och Nobelpristagaren Al Gore i New York Times för en tid sedan. ”Men fram till dess kan vi inte längre bygga vår framtid på en cynisk illusion skapad i kraftbolagens egenintresse. Vi måste storsatsa på solkraft, vindkraft, jordvärme, energisparande, nya elnät och elbilar”, skrev han.

Är ccs ett sätt att köpa sig tid för att hinna utveckla förnybar energiteknik? Eller är tekniken bara ett alibi för kraftindustrin att kunna fortsätta elda fossila bränslen i stället för att satsa på miljövänligare bränslen än kol?

– Jag känner mig kluven, säger Anders Hansson. Självklart ska vi satsa på hållbara energikällor. Men om vi inte kan avstå från kolet, behövs en teknik för att få bort utsläppen. Oavsett vilket, så är det viktigaste att ccs-tekniken blir mer känd så att utvecklingen kan följas och debatteras, annars riskerar vi ett bakslag på samma sätt som vi har fått med kärnkraften.