Er det mulig å få negative utslipp ved hjelp av bioCCS i Norge?

MED BIdrag fra: Simon Roussanaly, Rahul Anantharaman, Michaël Becidan, ROGER KHALIL and PETRONELLE HOLT

 

For å nå våre klimamål må vi både fjerne CO₂ fra atmosfæren og drastisk redusere våre nåværende utslipp. Produksjon av bioenergi med karbonfangst og -lagring (bioCCS) er en metode for å fjerne CO₂ permanent fra atmosfæren. Men selv om bioCCS forventes å spille en viktig rolle i global klimahandling gjenstår det et sentralt spørsmål for Norge: Hvor mye biomasse er tilgjengelig, og hvor mye kan brukes til bioCCS?

Hvorfor er bioCCS et viktig klimatiltak?

Negative utslipp er nødvendige for å nå både norske og globale klimamål. Det finnes flere metoder for å oppnå negative utslipp (skogplanting, mineralisering, direkte CO₂-fangst fra luft, osv.), men en løsning som har fått økt oppmerksomhet de siste ti årene er bioenergi med karbonfangst og -lagring (bioCCS).

BioCCS er en metode for å fjerne CO₂ fra atmosfæren. Under vekst absorberer biomasse CO₂ fra luften gjennom fotosyntese, og fungerer dermed som et slags karbonlager. Når biomassen omdannes til energi eller andre verdifulle produkter fanges og lagres de påfølgende CO₂-utslippene permanent. Denne prosessen kan effektivt fjerne CO₂ fra atmosfæren, noe som resulterer i «negative utslipp» (figur nedenfor).

• Les mer om SINTEFs forskning på BioCCS og BECCS

Det er begrenset forståelse av hvor mye og hvilke typer bioressurser som kan brukes til dette formålet. Denne kunnskapen er avgjørende for å forstå det maksimale og realistiske nivået av negative utslipp som kan oppnås, men også identifisere måter å integrere disse bioressursene med bioCCS på, samt evaluere deres teknologiske, økonomiske og miljømessige ytelser, og de tilhørende fordelene og utfordringene.

Derfor har SINTEF Energi fokusert på å forstå bioCCS sitt potensial for negative utslipp i Norge. Vår nye studie, publisert i Sustainable Materials and Technologies, viser at norsk biomasse kan gi negative utslipp på mellom 1 og 13 Mt CO₂/år.

Hvor begynner vi?

Biomasse beskrives og karakteriseres på forskjellige måter i ulike sektorer. Rapporteringen (kategorier, mengder, egenskaper) varierer også fra sektor til sektor, og i mange tilfeller mangler viktig informasjon (som vanninnhold) som gjør det vanskelig å beregne karbonmengdene.

Som en del av NCS C+-prosjektet kartla vi hovedformene for biomasse i Norge (se figur ovenfor). I dette lå informasjon om biomassens  sammensetning, mengder og nåværende bruk. Dette brukte vi til å beregne potensialet for negative utslipp fra bioCCS i Norge.

Hvordan beregner vi fremtidige biomassemengder og bioCCS-potensial?

For dette arbeidet brukte vi en fire-trinns metodikk. Først kartla vi mengden biomasse i Norge i 2020, og undersøkte historiske trender. I noen tilfeller fant vi data som strakte seg over de siste hundre årene!

Deretter definerte vi tre scenarier for å vurdere fremtidige biomassepotensial, og for å identifisere det maksimale (og mest sannsynlige) potensialet for bioCCS. Metodikken kan oppsummeres slik:

1. Kartlegge biomasse i Norge i 2020.
2. Forutsi mengden biomasse i 2030 basert på tre ulike scenarier:
   1. Hva skjer hvis vi fortsetter som før?
   2. Hva skjer hvis vi bruker mer av den tilgjengelige biomassen?
   3. Hva skjer hvis bioCCS blir en drivkraft for økt bærekraftig biomasseproduksjon og utnyttelse i Norge (for eksempel dyrking av tang spesielt for bioCCS)?
3. Identifisere det maksimale potensialet ved å integrere ulike biomassetyper med bioCCS i scenariene fra trinn 2.
4. Beregne hvor mye biomasse som realistisk kan integreres med bioCCS .

En viktig forutsetning var at produksjonen av mat og andre produkter ikke skulle påvirkes. Kun bærekraftig og miljøvennlig biomasse som er “dårlig” utnyttet, eller ikke utnyttet i det hele tatt, ble vurdert for bioCCS. Fra dette arbeidet fikk vi mange spennende resultater!

Hvor er vårt største potensial?

Biomassemengdene med størst potensial for integrasjon med bioCCS er skogressurser, spesielt skogsrester. Alle beregningene forutsatte at det stående skogvolumet ikke skal reduseres over tid, og at stubber, røtter og en del av topper og greiner skal bli igjen for å sikre jordstabilitet og næringstilførsel.

Neste mulighet er avfallsfraksjoner, som brennbart avfall (for eksempel rivningsvirke og kommunalt avfall) og avfall fra industrier som fiskeri. Eksportert avfall gir også en  mulighet, da mesteparten av norsk eksportert avfall sendes til Sverige, hvor det går til energigjenvinning.

Til slutt, selv om biomasse fra tang og landbruk per nå viser begrenset potensiale, kan økt tangdyrking føre til økt tilgjengelighet i andre halvdel av århundret.

Hvordan oversettes dette potensialet til negative utslipp?

Basert på vår kombinerte kartlegging av biomasse og evaluering av dens bioCCS-tilgjengelighet, konkluderte vi med at fornuftig bruk av norsk biomasse kan muliggjøre negative utslipp på mellom 0,8 og 13 Mt CO₂/år, og mest sannsynlig mellom 2 og 8 Mt CO₂/år i de kommende tiårene. Det realistiske potensialet er basert på to hovedfaktorer: tilgang til biogent karbon og nivået av negative utslipp oppnådd fra dette biogene karbonet.

Disse verdiene er betydelig høyere enn tidligere rapportert, og understreker viktigheten av en grundig gjennomgang. De representerer også en spennende mulighet for Norge til å nå netto null. For å sette tallene i perspektiv: Norges årlige CO₂-utslipp i 2022 var omtrent 49 Mt CO₂-ekvivalenter (Statistikkbanken tabell 13931).

Hvordan kommer vi i gang med bioCCS?

Selv om resultatene viser at Norges har et stort potensial for å levere negative utslipp, er det fortsatt flere kunnskapshull som må fylles:

• Økt kunnskap om hvordan bioCCS-verdikjeder kan implementeres i norsk sammenheng er nødvendig for å optimalisere integrasjonen av biomasseressurser med bioCCS, forstå hvilke energiprodukter som er best egnet, samt undersøke kostnader og utslipp knyttet til disse.
• Teknologier for å omdanne biomasse til energiprodukter (varme, kraft, hydrogen) må være tilgjengelige og konkurransedyktige. Dette gjelder for eksempel omdanning av skog- og avfallsbiomasse til varme og kraft, men det er også behov for videreutvikling når det gjelder omdanning av våt biomasse fra landbruk og tangdyrking, eller omdanning av biomasse til hydrogen.
• Politiske og økonomiske rammeverk må på plass for å støtte implementeringen, inkludert økonomiske insentiver for å dekke de høyere kostnadene som oppstår, samarbeid på tvers av sektorer, og etablering av et sertifiseringssystem og karbonkompensasjonsmarked.
• Til slutt bør bærekraft og samfunnsaksept for bioCCS bedre forstås, spesielt med tanke på skogbasert biomasse, konkurranse om biomasseressurser fra andre sektorer, og potensielle effekter på biologisk mangfold, ressursresirkulering, osv.