Ny norsk milliardindustri med bruk av CO2

Ny norsk milliardindustri med bruk av CO2

CO2 kan brukes som råstoff i landbasert industri, gå inn i nye produkter og gi verdiskaping. På den måten kan vi utnytte de store mineralressursene i landet vårt, samtidig som vi gjør noe med CO2-problemet.

– CO2 er ikke bare interessant for oljeindustrien. Vi må også se på gassen som et råstoff for verdiskaping i mineralindustrien, mener Arne Råheim, som inntil nylig var forskningsdirektør ved Institutt for energiteknikk (IFE) på Kjeller.

Råheim er opptatt av at vi ikke bare skal tenke på lagring og gjenbruk på sokkelen. Derfor har IFE i flere år undersøkt mulighetene for bruk av CO2 i industrielle prosesser. Utgangspunktet er at vi har unike forekomster av flere typer industrimineraler. Olivin (GEO 05/2006), titanførende eklogitt og anortositt (GEO 06/1999) fremheves som mest aktuelle. Alle tre finns det store ressurser av på Vestlandet. Basert på midler fra Norges forskningsråd er IFE kommet   langt med denne forskningen, og kanskje er det bare noen få år igjen før ideene kan realiseres i stor skala.

– I bestrebelsene som nå gjøres for å redusere utslippene av klimagasser må vi ha en klar visjon om at ny norsk industri skal utnytte norske naturressurser og samtidig bidra til å løse Norges miljøproblemer. Nye produkter, mindre avfall og sikker lagring er nøkkelord i dette arbeidet, mener Råheim.

– Det som er spesielt med det vi holder på med er at vi skal skape nye produkter som har en salgsverdi. Vi ønsker å finne prosesser hvor vi faktisk får betalt for å kvitte oss med CO2-gassen, supplerer Bjørg Andresen. Andresen tok over stillingen som forskningsdirektør for Energi- miljøteknologi og fysikk ved IFE etter Råheim i januar i år, og nå leder hun det spennende løpet hvor det skal skapes verdier av mineraler og karbondioksid.

Olivin binder CO2

Innenfor Åheim, lengst sør på Sunnmøre og rett innenfor Stadlandet, ligger verdens største forekomst av høyverdig olivin (GEO 05/2006). Reservene er anslått til minst én milliard tonn, men de kan vise seg å være mye større når det blir gjort ytterligere undersøkelser. – Det er disse kolossale mengdene som nå kan vise seg å være løsningen på Norges CO2-problem, sier Råheim.

Finmalt olivin binder CO2 når gassen ledes ned i en blanding med vann. Ved å øke trykket og heve temperaturen i blandingen til noe over 100 grader, går prosessen på noen få timer i stedet for naturens hastighet på tusener av år.

Sluttproduktet er magnesitt (et stabilt karbonatmineral) og silika, etter formelen 2CO2 (karbondioksid) + Mg2SiO4 (olivin) = 2MgCO3 (magnesitt) + SiO2 (silika). Begge produktene kan lagres uten miljøulemper. Men fremfor alt kan de også benyttes til å fremstille andre industriprodukter. Magnesitt kan benyttes som ”filler” (fyllstoff) i papir- og plastproduksjon, og silika kan brukes til mange formål: i talkum, tannpasta, kremer og annen kosmetikk, i framstilling av solcellepaneler og som forbedringsmateriale i bildekk, men også til en mange andre produkter. Det store volumpotensialet er til bruk i dekk. Silika gir bedre bremseegenskaper og redusert motstand mot veibanen enn andre materialer. Redusert motstand er ikke minst viktig for å redusere drivstoff-forbruket (og dermed også CO2-utslippene).

– Det er store volumer vi her snakker om. Et enkelt regnestykke viser at to millioner tonn olivin (tilsvarer omtrent dagens produksjon) blandet med 1,2 millioner tonn CO2 (tilsvarer omtrent mengden som skal produseres fra gasskraftverket på Kårstø) gir 2,3 millioner tonn magnesitt og 0,8 millioner tonn silika, sier Råheim.

– Det er imidlertid mulig å ta ut mye mer olivin fordi ressursen er så stor. Våre beregninger viser at vi kan produsere nok olivin til å ta unna CO2-utslipp fra kanskje mer enn ti ”Kårstø-kraftverk” årlig i 50-100 år.

– Markedsverdien av 0,8 millioner tonn silika kan være bortimot fem milliarder kroner hvis vi antar 6000 kroner per tonn. I tillegg kan det være et marked for magnesitt. I vår helt spesielle prosess felles også jern, nikkel og krom, og med store volumer kan også dette bli salgsprodukter.

– Hvis vi lykkes med dette, kan det gi store muligheter for næringsutvikling på flere områder. I tillegg er dette altså én av flere mulige løsninger på utfordringene med CO2, sier Arne Råheim.

I North Cape Minerals følges utviklingen nøye. – Uttesting med olivin som et miljømineral for binding av CO2 startet i Los Alamos i USA for flere år siden. Olivin er senere også lansert av IFE for fjerning av CO2-utslippene fra gasskraftverk. Hittil er det kun gjennomført forsøk i mindre skala, så det gjenstår derfor mye arbeid før vi kan si om prosessen er lønnsom og gjennomførbar i industriell skala, sier Steinar Slagnes i North Cape Minerals.

I oljeselskapet Shell jobbes det også med hvordan CO2-gassen kan taes i bruk til å lage nye produkter. Nå blir det gjort forsøk med å lage murstein (Aftenposten, 26.02.2007). Om få år kan det derfor kanskje være mulig å lagre klimagassen i husets fire vegger.

Prosessen går – også her – ganske enkelt ut på at olivin males til et pulver og tilsettes vann. Inn i blandingen pumpes deretter CO2, og under høyt trykk og høy temperatur settes det i gang en kjemisk reaksjon som gjør at mineralet binder gassen. Resultatet er et pulver som det kan lages murstein av. I en kilo ferdig masse vil fra vel en tredjedel til over halvparten være forsteinet CO2, avhengig av sammensetningen i mineralet en bruker.

– Dette er en annen prosess enn IFE benytter, kommenterer Slagnes. Råheim legger til at IFE er godt fornøyd med at også andre interesserer seg for prosesser som kan binde CO2.

Anortositt – alt brukes

De store forekomstene av anortositt i indre deler av Sogn og Fjordane har siden tidlig i vårt århundre vært kjent og vurdert som en mulig industriressurs. Det skyldes et uvanlig høyt innhold av aluminium. Det var den kjente geokjemikeren Victor M. Goldschmidt som for 90 år siden lanserte ideen om å benytte anortositt for produksjon av aluminium og aluminiumforbindelser. Detaljerte geologiske undersøkelser gjort for ca. 30 år siden påviste en betydelig ressurs i fjellpartiene sør for Nærøyfjorden (GEO 06/1999).

Anortositt er en dypbergart som nesten utelukkende består av mineralet feltspat. Feltspatvarianten plagioklas er bygget opp av grunnstoffene silisium (Si) aluminium (Al), kalsium (Ca) og litt natrium (Na).

IFE har i lengre tid jobbet med en prosess for utnyttelse av anortositt som råstoff. Ved å benytte ammoniakk (NH3) og salpetersyre (HNO3) fra naturgass og CO2 fra et gasskraftverk kan det fremstilles en rekke produkter: aluminiumhydroksid, som er et råstoff for produksjon av aluminium, kalsiumkarbonat, som kan benyttes som fyllstoff i papir og sement, silika for vannrensing, tilslag i betongkonstruksjoner, råmateriale for rent silika, samt ammoniumnitrat for råstoff til gjødsels- og sprengstoffindustrien.

– Det beste med denne prosessen er at fabrikken ikke vil gi farlige utslipp, verken til land, vann eller luft, og at avfallsmateriale kan gå inn som råstoff i andre prosesser. Absolutt hele ressursen blir brukt, sier Råheim.

– Forekomsten er så stor at den vil vare i flere hundre år, mener han.

Hvis det blir aktuelt å ta i bruk anortositt til dette formålet, er veien frem mot en ny gruve forenklet, fordi det faktisk allerede er drift på denne forekomsten. Gudvangen Stein har siden 2001 tatt ut anortositt og knust den ned. Fra en beskjeden start med årlig produksjon på noe over 50.000 tonn, nærmer nå produksjonen seg 250.000 tonn. Produktet selges på det innenlandske markedet til fremstilling av steinull og på det utenlandske markedet som tilslag i lys asfalt.

Tidligere i år inngikk Nordic Mining en avtale om kjøp av 85 prosent av aksjene i selskapet, inkludert en opsjon på kjøp av de resterende aksjene. – Vår strategi er å videreføre den imponerende veksten selskapet har hatt, samt se på nye produkter, nye markeder og mulige forbedringer i logistikken, sier adm. direktør Ivar S. Fossum.

– Anortositt-ressursen i Gudvangen har et spennende potensial, og det ligger i vår strategi å utnytte ny teknologi for videreforedling av industrimineraler. Vi ønsker å følge med på hva som skjer på dette området, sier Fossum.

Titanmalm til flere formål

Engebøfjellet, på nordsiden av Førdefjorden i Sogn og Fjordane, består av en 2,5 km lang eklogittkropp. Den representerer en gabbrointrusjon fra urtiden som har blitt anriket på metallene jern og titan, men som senere er omdannet til eklogitt under Den kaledonske fjellkjedefoldningen for ca. 400 millioner år siden.

Ressursen er nøye kartlagt. NGU har vært sterkt engasjert i dette arbeidet både når det gjelder geofysiske målinger og geologisk feltarbeid. Det er bl.a. boret 50 hull og tatt mer enn 11.000 overflateprøver.

– Ved hjelp av 15.000 m med borekjerner er det anslått at fjellet inneholder 3-400 millioner tonn med rutilmalm. Det gjennomsnittlige innholdet av rutil (TiO2) er 4%, forteller Are Korneliussen ved NGU som i har jobbet med denne ressursen siden 1990-tallet.

– Det kan hende at vann og CO2 kan spille en rolle også i denne forbindelse, både for å få et renere sluttprodukt ved at silikat-urenheter fjernes, og ved å bruke avgangen til permanent CO2-lagring, mener Arne Råheim.

Nå har mineralselskapet Nordic Mining ASA overtatt ni forskjellige utmål på Engebøfjellets rutilforekomst. – Vi tror det kan være 400 millioner tonn malm her, og gehalten ligger i størrelsesorden 3-5% titandioksid (TiO2). Det gir oss en av verdens største ressurser av dette metallet, fremholder Fossum. For å sikre interessene sine inne i Førdefjorden, har selskapet også tatt ut ti mutingsområder i feltet som er kalt Steinkrossen.

– Rutil kan benyttes til fremstilling av både ”titanhvitt” og metallet titan. Begge produktene er sterkt etterspurt i verdensmarkedet, og vi forventer at markedene i Kina, India og Russland vil bidra til veksten i de kommende årene, sier Fossum. Han påpeker også at behovet for titanråstoff er betydelig i Europa, samtidig som produksjonen her er lav. Derfor kan det være kommersielt interessant med etableringen av en ny langsiktig produksjon fra Norge.

Nordic Mining har også gjort noen enkle beregninger på verdien. Med et uttak over tid på ca. 30-40 millioner tonn TiO2 kan malmressursene i Naustdal representere verdier på mer enn 100 milliarder kroner (in situ). Dertil blir CO2 bundet opp i karbonater for evigheten.

– Engebøfjellet representerer en lokal og nasjonal mulighet, og vi har igangsatt en full konsekvensutredning av prosjektet. I tiden fremover vil vi også gjennomføre øvrige studier og undersøkelser som del av forberedelsene til å komme i produksjon om 5-7 år, sier adm. direktør Ivar S. Fossum. Dette vil også inkludere en vurdering av bruk av CO2 i oppredningsprosessen.

Nasjonal ressurs

Forekomstene av olivin, anortositt og eklogitt på Vestlandet må sees på som nasjonale ressurser. Ikke bare når det gjelder som råstoff for bergindustrien, men også fordi de gir muligheter til å binde CO2. Alle aktørene som er involvert presiserer at vi her kun snakker om å avhjelpe vårt eget lands ”klimaproblem”. Volumene som det er mulig å benytte i industrielle prosesser er for små til å ha global betydning.

– Vårt budskap er at det her er en mulighet for bruk av CO2 som har et stort potensial for verdiskaping hvis vi lykkes, konkluderer forskningsdirektør Bjørg Andresen ved Institutt for energiteknikk.

COMMENTS

WORDPRESS: 0
X