Här suger de CO2 ur luften – och förvandlar till sten

– Det är som en dammsugare, förklarar Hussein Dhanani.

Han pekar på rektangulära, svarta lådor som står under bar himmel, sammansatta i moduler om 12 st. Modulerna står upphöjda på ställ och är kopplade till olika komponenter i en intilliggande grå byggnad.

Processen syftar till att fånga upp CO2, eller koldioxid, från luften och ta bort det från jordens atmosfär.

Som det står på en skylt vid entrén är det världens första fullskaliga anläggning för direkt avskiljning och lagring av CO2. Anläggningen heter Orca, vilket betyder makt på isländska.

Orca-anläggningen ligger på Island, närmare bestämt en dryg halvtimmes bilresa sydost om Reykjavik, och dyker upp på en kal slätt med relativt "ung" lava och med vulkaner i bakgrunden. Anläggningen drivs av det schweiziska nischföretaget Climeworks.

Hussein Dhanani är försäljningsdirektör.

Island är världsledande både när det gäller direktavskiljning av koldioxid, tack vare Orca-anläggningen som togs i drift i september 2021, och när det gäller lagring och även så kallad mineralisering av koldioxid. Här har det isländska företaget Carbfix tagit fram en effektiv metod.

Climeworks och Carbfix samarbetar på denna plats och har anslutit sig till det geotermiska kraftverket Hellisheidi.

FN:s klimatpanel fastställde förra året att om målet i det internationella Parisavtalet ska nås, att hålla den globala uppvärmningen långt under två grader Celsius jämfört med nivån före industrialiseringen, räcker det inte med de verktyg som redan är i bruk. Det är också nödvändigt att fånga upp koldioxid från särskilt förorenande företag (en teknik som kallas Carbon Capture and Storage, CCS) och fånga upp koldioxid direkt från luften (en teknink som kallar Direct Air Carbon Capture and Storage, DACCS). I det första fallet begränsas utsläppen av koldioxid från företagen ut till atmosfären, i det andra tas koldioxid ut ur atmosfären. Den koldioxid som fångas in lagras sedan under jord för att uppnå syftet. 

Utvinning och förbränning av olja, kol, gas och andra fossila bränslen har kastat jordens naturliga kretslopp ur balans. Att fånga och lagra koldioxid kan hjälpa till att återställa balansen.

Som en liter bläck i en simbassäng

Hussein Dhanani berättar om den fortsatta processen vid Orca-anläggningen, att den avtappade luften från atmosfären passerar genom ett kemiskt filter som filtrerar bort koldioxid. När filtret är fullt skruvas värmen upp till en temperatur på upp till 100 grader. Detta frigör den filtrerade koldioxiden och kan skickas vidare till lagring i underjorden. Processen hanteras på distans från Zürich och kräver endast ett fåtal lokala anställda.

– Koldioxid finns endast i en koncentration på 0,04 procent i luften omkring oss. Föreställ dig en simbassäng som är fylld med vatten och en liter bläck hälls i. Vår uppgift är att samla upp detta bläck. Därför tog det lite tid att utveckla metoden, säger Hussein Dhanani.

Climeworks testade framgångsrikt tekniken i Schweiz och valde vulkanlandet Island som plats för att bygga den första fullskaliga anläggningen efter att företagets ledning blev medveten om att det finns optimala förutsättningar för koldioxidlagring i den vulkaniska bergarten basalt.

Det var den tidigare isländska presidenten som knöt kontakten mellan Climeworks och Carbfix under ett klimattoppmöte.

En annan förutsättning är närvaron av förnybar energi. Hellisheidi kraftverk levererar både värme och el som genereras från varmvattnet under jorden.

– Det spelar ingen roll var på jordklotet du tar bort koldioxid från atmosfären. Effekten är densamma, säger Hussein Dhanani.

Orca-anläggningen har en kapacitet på 4 000 ton koldioxid årligen. Climeworks får intäkter från stora kunder som vill betala för att hjälpa till att minska koldioxidhalten i atmosfären. Bland dem finns Microsoft, försäkringsbolaget Swiss Re, Audi och finanskoncernen J.P. Morgan. Individer bidrar också genom att köpa CO2-certifikat.

– Det betyder mycket att vi kan mäta exakt hur mycket koldioxid vi tar bort. Det är också viktigt att det sker ett permanent avlägsnande av koldioxid, säger Climeworks försäljningsdirektör och syftar på mineraliseringen i underjorden, varigenom koldioxid omvandlas till sten.

Större anläggning under uppbyggnad

Climeworks har skyhöga ambitioner för avlägsning av koldioxid. Från Orca-anläggningen går det att följa bygget av en avlång, grågrön byggnad som ska inrymma en betydligt större anläggning. Namnet är mycket passande Mammoth (= Mammut), eftersom kapaciteten blir nästan 10 gånger större, nämligen 36 000 ton årligen. Climeworks överväger också att etablera sig på flera andra platser i världen där de rätta förutsättningarna finns: förnybar energi, platser för lagring och politiska incitament.

Målet är en miljard ton årligen vid 2050.

– Vi är redo att skala upp snabbare när hela ekosystemet för koldioxidrening är på plats. Vi har bevisat att vi kan få tekniken att fungera under olika förutsättningar, säger Hussein Dhanani. Till skillnad från denna milda sommardag, där det är 15-16 grader, har den isländska vintern gett upplevelser av snö, som slagit horisontellt mot uppsamlingsmodulerna, och djup frost, som satt systemet med rör och tankar på prov.

Samtidigt som alla tekniska utmaningar därmed är lösta, enligt Hussein Dhanani, är Climeworks på väg mot lönsamhet. All Orcas kapacitet är inköpt och detsamma gäller Mammoths kapacitet de första åren.

– Vi har inget överskott än. Men det finns helt klart en affärsmodell, och ju mer vi växer och förbättrar tekniken, desto lägre blir kostnaden per ton, säger Hussein Dhanani.

Artikeln fortsätter under bilderna...

Efterliknar den naturliga processen

Det är vid Hellisheidikraftverket som Carbfix tar emot koldioxid från Climeworks Orca-anläggning.

Vid samma kraftverk får Carbfix även koldioxid från de gaser som finns i ångan från det varma vattnet som underifrån leds till kraftverket. Det är en volym på 14 000 ton årligen. Beloppet förväntas mer än fördubblas på några år.

Besökare på Hellisheikraftverket introduceras till Carbfixs mineralisering av koldioxid och kan se mineraliserad koldioxid i form av ett prov taget från underjorden. Dessutom finns möjlighet att titta in i turbinhallarna och få en inblick i den geotermiska processen.

Kristinn Ingi Lárusson är utvecklingsdirektör på Carbfix. Han förklarar i en intervju på kraftverket att forskare vid universitet på Island, USA och Frankrike har experimenterat med mineraliseringsprocessen i flera år. Det var under ledning av energibolaget Reykjavik Energy, som grundade Carbfix 2020. Då var processen så förfinad att den tillslut kunde kommersialiseras.

– Enorma mängder kol finns redan naturligt lagrat i stenar i underjorden. Vi har lyckats efterlikna den naturliga processen att omvandla koldioxid till sten och vi har lyckats snabba på processen så att den bara varar i cirka två år, säger Kristinn Ingi Lárusson.

Den uppsamlade koldioxiden löses i vatten och skickas från kraftverket i rörledningar till två öppningar i marken, som skyddas av stålkåpor som ser ut som iglos i landskapet. Här injiceras den numera kolsyrade vätskan många hundra meter ner i marken. Koldioxid förenas omedelbart med basalt, en vulkanisk sten, och den omvandlas till krita, som är ett viktigt inslag i kalksten. Vattnet fortsätter på sitt sätt. När basalten är ung är den mycket fragmenterad och porös, vilket främjar mineralisering.

– Det sker en kemisk reaktion. Det är som att strö socker på en jordgubbe, säger utvecklingsdirektören för Carbfix.

Andra sätt att lagra bygger på att koldioxid skickas ner i fickor i underjorden men det medför en risk för läckage och det är därför nödvändigt med en noggrann övervakning. Enligt Kristinn Ingi Lárusson har Carbfix-metoden den betydande fördelen att den mineraliserade koldioxiden är stabil i många tusen år, vilket är varför lagringen kan anses vara permanent.

Världens största CO2-mineraliseringsanläggning

Carbfix förväntar sig att initiera CO2-mineraliseringsprojekt över hela världen och samtidigt förbättra processen. För tillfället används färskvatten som till stor del sedan återvinns. Om saltvatten även kunde användas skulle det öka potentialen ytterligare.

Samtidigt bygger företaget på Island vad som kommer att bli världens största anläggning för mineralisering av koldioxid under jord, det är i Straumsvik i utkanten av Reykjavik. Planen är att ta anläggningen i bruk 2026 och den fulla kapaciteten, på tre miljoner ton koldioxid årligen, förväntas nås 2030 eller 2031.

Mycket av koldioxiden för anläggningen i Straumsvik måste transporteras till Island från andra europeiska länder. Det kommer att ske på specialbyggda fartyg som ett resultat av ett avtal med Dan-Unity CO2, ett samarbete mellan de två danska rederierna Evergas och Ultragas.

– Det kommer alltid att vara mest lönsamt att skapa lagring för koldioxid där de geologiska förutsättningarna är gynnsamma. Vi är redan den mest ekonomiska lösningen och det räknar vi med att vara i framtiden också, säger Kristinn Ingi Lárusson.

Investeringar på 150 miljarder dollar till år 2030

De globala koldioxidutsläppen, som är kopplade till fossila bränslen, var nästan 37 miljarder ton år 2022. Det visar en beräkning från International Energy Agency.

Forskare uppskattar att CO2-avskiljning (både vid föroreningskällan och från atmosfären) och lagring kommer att ta hand om 5-10 miljarder ton koldioxid årligen år 2050.

Ett alternativ är beskogning, men beskogning är inte tillräckligt för uppgiften att ta upp all koldioxid. Det finns helt enkelt inte tillräckligt med utrymme på jorden för antal träd som skulle behövas. Enligt Climeworks tar CO2-avskiljning upp ett landområde som är 1 000 gånger mindre än vad en trädplantering med samma effekt skulle ta upp.

Vidare frigörs den lagrade koldioxiden i träden när träden fälls eller bränns, medan den lagrade koldioxiden i den isländska underjorden förblir där permanent.

Climeworks och Carbfix är långt ifrån ensamma inom det relativt nya området CO2-avskiljning och lagring, utan även andra aktörer har anslutit sig. Bland dem finns Ørsted som i maj fick ett 20-årigt kontrakt av den danska energimyndigheten för att fånga upp koldioxid från två danska kraftverk för att lagras under havet i Nordsjön. Den årliga kapaciteten kommer att vara 430 000 ton koldioxid från 2026 och framåt.