Varmepumpe høster energi fra CO2-lager i undergrunden
Amerikanske forskere vil nu prøve at producere elektricitet og lagre CO2 i ét hug. Det er verdens første forsøg med en geotermisk varmepumpe.
Sådan laver man penge ud af CO2-lagring. I venstre side tilføres CO2, som straks pumpes ned i undergrunden gennem et borehul. 100 meter længere henne hentes det meste af gassen op igen, nu 125 grader varm. Trykket i CO2-væsken (og den høje temperatur) udløses i turbinen til højre. Derfra pumpes gassen videre til et anlæg, som skal øge trykket til flydende tilstand, før CO2'en som væske skal ned i undergrunden igen. (Illustration: Berkeley Lab)
Læs også
-
Kulkraftværk dropper CO2-lagring på grund af uklar energipolitik
-
Fire varmepumpeteknologier spiller op til de høje temperaturer
Læs mere om
Dokumentation
At skåne miljøet for CO2 ved at lagre den under jorden og samtidig tjene gode penge på at bruge den til at transportere varme fra undergrunden kan sagtens lade sig gøre. Det mener amerikanske forskere ved Berkeley Lab i Californien, som går i gang med at teste deres geotermiske varmepumpe i USA.
At kunne tjene penge på CO2-lagring - eller i hvert fald skære ned på elregningen i forbindelse med lagringen - er helt nye toner. I øjeblikket er lagringen så dyr i energiforbrug, at det vil gå hen og gøre samfundets elproduktion væsentligt dyrere.
Ingeniøren skrev for en måned siden, at American Electric Power (AEP), et af USA's største kraftværker, har opgivet at lagre CO2, selv om det betyder et farvel til en statsstøtte på 1,7 milliarder kroner.
Læs også: Kulkraftværk dropper CO2-lagring på grund af uklar energipolitik
Og en EU-rapport fortæller nu, at CO2-lagring vil være uøkonomisk for kraftværkerne, indtil CO2-kvoteprisen kommer over 600 kroner pr. udledt ton. I øjeblikket er kvoteprisen 90 kroner.
Så for tiden er det ikke nogen nem politisk beslutning at beordre kraftværkerne til at lagre drivhusgassen nede i undergrunden.
I teorien bør det virke
Men Berkeley Lab har i årevis leget med teorier om, hvordan CO2-lagringen kan gøres profitabel. Det skal ske ved at bruge den lagrede CO2 nede i undergrunden som en varmepumpe.
Det har ingen nogensinde prøvet i praksis, men nu skal verdens første forsøgsanlæg bygges på en mark i Cranfield, Mississippi. Og det skal vise, om der er hold i de mange optimistiske teorier.
Ideen går i første omgang ud på at bygge et geotermisk energianlæg. Det vil som bekendt sige at hente varme op fra klodens hede indre.
I Cranfield lå i forvejen et testcenter for forsøg med CO2-lagring, så der eksisterer allerede et stort underjordisk hulrum i 3,2 kilometers dybde, og der findes borerør, der giver adgang til hulrummet.
Elproduktion i stedet for fjernvarme
Temperaturen i Cranfield-lageret er på 125 grader. Det er en temperatur, som er interessant for varmepumpe-specialister, for ved den temperatur bliver CO2 superkritisk. Det vil sige, at luftarten får egenskaber både som væske og som luftart, hvis ellers lufttrykket passer.
Og CO2 er en vældig god luftart til varmepumper, for der kan gemmes store mængder energi i faseovergangen fra luft til væske. Derfor er CO2 faktisk meget bedre som transportmedium end vand, når det gælder geotermisk varme, siger Berkeley Labs forskere i en pressemeddelelse.
Men forskerne vil slet ikke producere varme i deres varmepumpe. De vil hellere lave elektricitet. For elektricitet er nemmere at transportere, og den kan bruges til at drive forsøgsanlægget.
Så når den 125 grader varme gas kommer op fra undergrunden, skal den ikke afkøles ved trykændning i en varmeveksler til fjernvarme, men i en turbine. Turbinen skal drives af trykfaldet, som samtidig sænker temperaturen. Og turbinen skal trække en elgenerator.
To fluer med ét smæk
Men det store hulrum nede i 3,2 kilometers dybde er ikke nogen tæt tank. Der siver hele tiden CO2 videre ud imellem de dybtliggende jordlag. Det ved man fra andre geotermiske anlæg, der konstant må supplere det vand, de bruger som transportmedium - omkring 5-10 procent årligt - og det kan faktisk være et problem, når det gælder lokale vandressourcer. Men det er slet ikke et problem, når det drejer sig om CO2.
Forsøgsanlægget skal altså hele tiden suppleres med nye mængder af CO2. Det skal ske gennem en pipeline fra olie- og gasselskabet Denbury Resources. Og gassen forsvinder permanent i undergrunden. Dermed bliver energianlægget også til et CO2-lagringsprojekt.
Hokuspokus - energiproduktion og CO2-lagring i samme mundfuld.
Projektet skal give viden
Blandt de mange usikre punkter, som forsøgsanlægget i den kommende tid skal afklare, er: Hvor meget energi kan der produceres? Hvor meget energi mistes igen til kompressorer og pumper? Hvor meget CO2 kan lagres? Vil anlægget give økonomisk overskud, hvis CO2-kvoteprisen er 90 kroner? Vil det giver overskud ved nul kroner? Og hvordan vil tallene se ud, hvis værket skaleres op i fuld størrelse?
Før forsøgsanlægget kommer i gang, skal der udvikles en turbine, som tåler blandingen af CO2 og de kulbrinter og vandmængder, der uundgåeligt kommer med op fra undergrunden. Turbinen skal konstrueres af firmaet Echogen Power Systems i Ohio.
Projektet har foreløbig fået godt 25 millioner kroner i tilskud fra det amerikanske energiministerium.






