Det är välkänt att klimatförändringar på grund av global uppvärmning är en av de största kriserna som hotar jorden. Det är en enorm utmaning för mänskligheten att minska koldioxidutsläppen, den främsta orsaken till global uppvärmning. Enkelt genomförbara åtgärder är inte tillräckliga och teknik för att ta bort koldioxid från atmosfären anses nödvändig för att temperaturökningen inte ska överstiga de 1,5 °C som anges i Parisavtalet. Direkt infångning av koldioxid från luft (vanligen kallad direkt luftinfångning, (Eng. Direct air capture - DAC)) är en ny teknik som kan ta bort koldioxid direkt från atmosfären. För närvarande är denna metod dyr; upp till 1000 USD per ton avlägsnad koldioxid. Denna höga kostnad beror främst på den relativt låga koldioxidkoncentrationen i luften, vilket leder till att en stor anläggning behövs för att fånga upp gasen och därmed stora investeringar. Tekniken är mycket energiintensiv, antingen elektrisk eller termisk, och för att göra en direkt infångning effektivare, måste anläggningen drivas med energi som inte har några eller mycket låga koldioxidutsläpp. Energin på Island är billig och dess produktion innebär ett mycket lågt koldioxidavtryck. Syftet med arbetet i denna avhandling är att utforska om metoden för direkt infångning av koldioxid från luft kommer att vara en mer genomförbar metod än koldioxidinfångning från punktkällor (eng. point source - PS) på Island på grund av god tillgång till billig och ren energi. Lärandekurvan för direkt luftfångning studerades tillsammans med scenarier för metodens tekniska utveckling. Tre olika fall med punktkällor på Island studerades för jämförelse. Två olika direkta luftinfångningstekniker analyserades också, en som drivs av en stor mängd elektricitet och en som drivs mestadels av termisk energi. Det resulterade i att i bästa fall, där inlärningshastigheten är hög och tekniska förbättringar är signifikanta, så skulle produktionskostnaden för direkt luftinfångning (levelized cost of energy, LCOC) vara lägre än motsvarande för infångning från en punktkälla. Energikostnaden påverkar LCOC för DAC idag men med teknisk utveckling förväntas energibehovet minska och därför kommer energikostnadens påverkan att bli lägre. Det är dock fortfarande viktigt, med tanke på bidraget till att minska globala uppvärmningen, att energin som driver DAC-anläggningen har ett lågt koldioxidavtryck, vilket kan garanteras på Island. Tvärtom, om inlärningshastigheten för DAC-tekniken är låg och inga tekniska förbättringar sker i lösningsmedel eller sorbenter, är och kommer DAC-tekniken att bli dyrare än infångning från punktkällor om båda anläggningarna finns på Island. En hög inlärningshastighet och teknikutveckling är beroende av trycket att nå målen i Parisavtalet. Det är därför mycket viktigt för DAC att efterfrågan på koldioxidinfångning ökar. Dessutom har DAC mer potential att påverka klimatförändringarna eftersom DAC kan vara en kolnegativ teknik om den kombineras med permanent lagring av koldioxid. PS-avskiljningen kan endast vara en kolneutral teknik och detta om den kombineras med permanent lagring av koldioxid. / It is well known that climate change due to global warming is one of the greatest crises facing the Earth. It is a huge challenge for mankind to reduce CO2 emissions, the major cause of global warming. Mitigation measures are not enough. Technologies to remove the CO2 from the atmosphere are considered necessary, so the temperature rise does not exceed 1.5°C as stated in the Paris Agreement. Direct air capture (DAC) is a new technology that can remove carbon dioxide directly from the atmosphere. Currently, this method is expensive, up to 1000 USD per ton CO2 removed. This high cost is mostly due to the relatively low concentration of CO2 in the ambient air, leading to a large unit to capture the gas and therefore high capital investment. The technology is very energy-intensive, either electrical or thermal, and to make direct air capture more efficient the plant needs to be powered with energy that has no or very low CO2 emissions. The energy in Iceland is low cost and its production has a very low carbon footprint. This thesis aims to find out if the direct air capture method will be more feasible than a point source CO2 capture in Iceland due to good access to low-cost and clean energy. The learning curve for direct air capture was studied along with scenarios for its technological development. Two different direct air capture technologies were analyzed, one that is powered by a large amount of electricity and one powered mostly by thermal energy. Three different point source cases in Iceland were studied for comparison. For the best-case scenario, where the learning rate is high and technological improvements are significant, the levelized cost of direct air capture is lower than levelized cost of point source capture. The cost of energy affects the levelized cost of direct air capture today but with technical development, the energy needed is expected to go down, and therefore the effect of energy cost will be lower.  However, it is still important, concerning contribution to reducing global warming, that the energy powering the direct air capture plant has a low carbon footprint, which can be assured in Iceland. On the contrary, if the learning rate of the direct air capture technology is low and no technical improvements occur in solvents or sorbents the direct air capture technology is and will be more expensive than point source capture considering both located in Iceland. The high learning rate and development in technology are dependent on the pressure to reach the goals of the Paris Agreement. It is therefore vital for direct air capture that the demand for carbon removal measures is enhanced due to pressure to reach the Paris Agreement goals. Furthermore, direct air capture has more potential to affect climate change than point source capture as direct air capture can be a carbon-negative technology if coupled with the permanent storage of CO2. The point source capture can only be a carbon-neutral technology if coupled with the permanent storage of CO2.

The Paris Agreement aims to limit global warming to 1.5 degrees Celsius, and Sweden has set a goal toreach net-zero emissions by 2045. Carbon Capture and Storage (CCS) is one method that can reducecarbon dioxide emissions. The industry and transportation sectors are the biggest sources of emissionsin Sweden, requiring technological developments and increased investment to reduce their carbondioxide (CO2) emissions. The Geological Survey of Sweden (SGU) is responsible for controls,supervision, operation, and construction of activities connected with carbon dioxide (CO2) storage. SGUbelieves that the storage conditions in Sweden are poor. Sedimentary, basaltic and ultramafic rock ispreferable for CO2 storage, but finding the right sort of bedrock at the right depth and with the rightvolumes and porosity is the challenge. Hence it is in question to collaborate with nations in the northern sea, in order to transport and storageCO2 which would lessen the burden of needing to build new infrastructure. There are a few upcomingCarbon Capture and Utilisation (CCU) projects in Sweden but from the industry’s point of view, thepriority seems to be mostly on Bio-CCS. However, there is still interest for CCS technology in industrialproduction such as steel or cement and also Direct Air Capture (DAC) in the near future. Due to thehigh cost of CCS, funding through the Swedish Energy Agency and EU is vital in order to make iteconomically viable. Other Cost reducing solutions such as relocation on old oil and gas fields orarranging CCS hubs are possible. In summary, this study concludes that CCS is not currently a feasible technique in order to reduce CO2 from the atmosphere, given the current state and costs for it. If the technology becomes more energyefficient and when financial means are in place, the future is bright for CCS. It is extremely relevantthat this technology continues to develop into a better, cheaper and faster way to capture CO2 and reduceemissions of the effective greenhouse gases. / Parisavtalet syftar till att begränsa den globala uppvärmningen till 1,5 grader Celsius och Sverige harockså satt som mål att nå nettonollutsläpp till år 2045. Ett sätt att nå dessa mål kan vara med teknikenför Carbon Capture and Storage (CCS) som är en metod för att minska koldioxidhalten i atmosfären.Den här rapporten syftar till att undersöka med hjälp av litteraturstudier och intervjuer hur genomförbarCCS är som teknik för att minska koldioxidutsläppen samt hur man även kan minska på den befintligamängden koldioxid som redan finns i luften. Huvudfokuset är att undersöka hur CCS fungerar och vilkakostnader som är involverade. Eftersom koldioxid (CO2) är en av de växthusgaser som bidrar mest tillden globala uppvärmningen är det viktigt att vidta åtgärder för att minska den. Det är inte bara utsläppenav CO2 som måste minska utan även mängden CO2 som redan finns i atmosfären. Forskning kring CCSär därför viktig för att hitta nya sätt att effektivisera metoden och göra den mer genomförbar. Naturvårdsverket ger ut en årlig rapport som utvärderar landets framsteg mot att nå sina miljömål,inklusive “Begränsad klimatpåverkan”. Rapporten konstaterar att även om EU och Sverige har minskatutsläppen ökar de fortfarande globalt sett. Industri- och transportsektorn identifieras som de störstautsläppskällorna i Sverige. Den svenska förordningen om CCS regleras av miljöbalken som testar kollagringi geologiska formationer som en miljöfarlig verksamhet och den separerade CO2 ses som avfall.Sverige har ännu inte någon kommersiell CCS-anläggning men regeringen har föreslagit att svenskaindustrier bör införa CCS för att minska dessa utsläpp. Både Sverige och EU har investerat i att utvecklateknik för att minska användningen av fossila bränslen och underlätta för användningen av CCS. CCS processen består av tre huvudsteg: avskiljning och separering av CO2, transport samt lagring elleråteranvändning. Alla typer av nuvarande CCS-metoder kräver en stor mängd energi och de flesta avdem separerar CO2 från industriella förbränningar. Direct Air Capture (DAC) är en annaninfångningsteknik som är mer flexibel när det gäller placering, men också dyrare än de andra teknikerna.Transporten av den infångade CO2 kan ske med lastbil, tåg, fartyg eller rör. De mest genomförbaraalternativen är dock rörledningar och via fartyg på grund av deras transportkapacitet. Rörledningarkräver en välutvecklad infrastruktur, vilket gör dem kostsamma, men de är det mest genomförbaraalternativet för att separera CO2 från landbaserade anläggningar och transportera dem till närliggandelagringsplatser. Geologisk lagring av CO2 kan göras både på land och till havs. Injektion till dengeologiska formationen vid lagringsplatser sker via borrhål. CO2 förvätskas och ersätter denursprungliga vätskan i bergmaterialets porer i berggrunden och reagerar så småningom med berget ochbildar nya mineraler i berggrunden. Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) ansvarar för kontroller, tillsyn, drift och uppförande avverksamheter kopplade till CO2-lagring. Geologin i Sverige lämpar sig dock generellt sett inte förlagring av CO2, förutom för vissa sydliga områden. Nordsjön har en del gynnsamma förutsättningar förCO2-lagring och det finns även potentiella geologiska formationer i södra Östersjön. Sedimentära,basaltiska eller ultramafiska bergarter är att föredra för geologisk CO2-lagring. Den största utmaningenär att hitta rätt sorts berggrund på rätt djup och med rätt volym och porositet. Den största svårigheten med CCS är den höga kostnaden, vilket bidrar till att hämma den utbreddaanvändningen. Kostnaden för CCS inkluderar olika faktorer som infångningsmetod, transportmedel,lagringsplats och övervakning över lagringen. Bland dessa är infångningen den dyraste fasen avtekniken, följt av lagring, transport och övervakning. Kostnaderna för varje fas har analyserats över2olika intervaller med hänsyn till lägre, medelstora och högre kostnader men även beroende på regiondå kostnaden kan variera beroende på ländernas förutsättningar. Infångningsfasen av CCS har betydande kostnadsvariationer beroende på vilken metod som används,renheten hos den infångade CO2 samt den energi som krävs för avskiljningsprocesserna.Högkoncentrerade CO2-strömmar har lägre bearbetningskostnader än lågkoncentrerade. DAC är förnärvarande den dyraste infångningsmetoden. Transportkostnader för CO2 inkluderar kostnaderrelaterade till infrastruktur, drift, underhåll, konstruktion och markanvändning. Kostnaden för transportmed rör beror på faktorer som diameter, avstånd och flödeshastighet. Högre flödeshastigheter genomrörledningar kan minska transportkostnaderna. Lagringskostnader för CO2 omfattar utgifter förborrning, infrastruktur, projektledning, licensiering och platsval. Geologisk lagring på land är förnärvarande mer kostnadseffektivt på grund av de utmaningar och högre kostnader som är förknippademed geologisk lagring till havs. Övervakningskostnader är till exempel screening och utvärdering avlagringsplatser samt uppgifter som datainsamling, platsrankning, brunnsinstallation och seismiskautvärderingar. Att minska energitillgången för infångning, förbättra val av lösningsmedel vid separationsfasen,återanvända och utveckla befintlig infrastruktur är exempel som kan hjälpa till att sänka kostnadernaför CCS-processen och främja en bredare användning. Ett annat förslag för att öka den ekonomiskalönsamheten är genom att implementera CCS nav eller kluster. Dessa CCS nav eller kluster ger företagmöjligheten att samordna infrastrukturen för sina CCS-anläggningar. Detta kan lindra den ekonomiskabördan att bygga upp egen kostsam infrastruktur. Nedlagda olje- och gasfält kan återbrukas för CCS- anläggningar då efterfrågan av fossila bränslenminskar. Istället för att riva ner verksamheterna för fossilt bränsle, exploatera ny mark och borra nyahål kan olje- och gasfälten i exempelvis norra haven återbrukas för CCS- anläggningar. Danmark är ettav de första länderna som har tagit initiativet att omvandla oljeanläggningar till koldioxidlagringanläggningar. Det är möjligt att söka om ekonomiskt stöd från Energimyndigheten eller EU för att få stöd till främstBio-CCS projekt men även andra. Detta är i syfte för att underlätta en fri marknad för tekniker somimplementerar koldioxidinfångst. Ambitionen med detta stödsystem är för att realisera en infångst av10 miljoner CO2 via Bio-CCS och minst 2 miljoner CO2/år för andra CCS tekniker. Genom omvändauktion får det företag som kan erbjuda infångad CO2/ton med Bio-CCS teknik för lägst pris, ta del avstödsystemet. EU har även initiativ att finansiera CCS-projekt genom CETPartnership eller EU:sinnovationsfond vars syfte är att stödja forskning och innovation inom CCS. Sammanfattningsvis kom denna studie fram till att CCS inte är genomförbart idag som en teknik för attminska CO2 från atmosfären med hänsyn till nuläget och kostnaderna för att implementera. Om teknikenenergi effektiviseras och när ekonomiska medel finns på plats är framtiden ljus för CCS. Det är oerhörtrelevant att denna teknik fortsätter att utvecklas till ett bättre, billigare och snabbare sätt att fånga uppCO2 och minska utsläppen av de effektiva växthusgaserna. Regeringen och industrin måste därförsamarbeta bättre för att underlätta regelverk som främjar och möjliggör samarbete inom CCS-branschendå många myndigheter lyfter fram att CCS är en nödvändig teknik för framtiden för att uppnå klimatneutralitet.