Continued increase in CO2 emissions has unquestionably led to rising global temperatures. To aid in themitigation of climate change new Negative Emission Technologies (NETs) have been proposed. CO2-sequestration by bio-enhanced silicate weathering is one such proposed NET that seeks to captureatmospheric CO2 by weathering silicate rocks. The research focuses on investigating whether the naturalprocess of weathering can be enhanced using biology. Previous studies have shown promising resultswhere microbes have increased the weathering rates of silicates.As such, this project aimed to investigate how the presence of citric acid affects the weathering rateof dunite. Furthermore, the study aimed to investigate how the process is affected by biological growth.The setup consisted of 50 g of dunite powder mixed with 1 M citric acid that was incubated for aboutthree months. Due to this extensive time-period, most of the analyses made were performed on anexperiment started in December of 2023. The following analyses consisted of Scanning ElectronMicroscopy (SEM) imaging, geochemical analyses such as pH, anions, organic carbon content, specificsurface area analyses (BET) and X-ray diffraction spectroscopy (XRD). The second part of this studyconsisted of starting up a new more extensive setup similar to the original one. Furthermore, the studyalso investigated the biological growth that could be seen on the original setup and how the weatheringrate was affected.The setup demonstrated a substantial increase in weathering rate in the presence of citric acid. Theanalyses also showed that the alkalinity had significantly increased during incubation, demonstratingthe method’s possible use in mitigating acidification as well as the CO2 emissions. Although the initialpH of the citric acid solution was low (pH 2), fungal growth became evident after a few weeks. Thisobservation holds promise for an efficient bio-enhanced silicate weathering experimental setup, as lowerpH levels are associated with an increased weathering rate. This report concludes that citric acid cansignificantly enhance silicate weathering, thus proving to be a promising NET to mitigate climatechange. However, earlier research has shown that weathering of olivine risks accumulation of heavymetals. As such, further studies are needed to fully understand how the combination of organic acid andmicrobes affect the weathering rate of dunite and other silicate minerals and the net accumulation ofheavy metals in leachate and cells. / Med de ökande koldioxidutsläppen ökar även de globala temperaturerna såväl som andraklimatförändringar. För att på ett snabbt men även rimligt sätt sänka CO2-utsläppen har så kalladeNegative Emission Technologies (NETs) lagts fram som en möjlig lösning. En sådan teknik ärkoldioxidinfångst med hjälp av accelererad silikatvittring, som bygger på att använda biologi för attpåskynda vittringsprocessen som naturligt tar upp CO2 från atmosfären. Tidigare studier har visat på attmikrober kan förbättra vittringen av silikater.Detta arbete hade som syfte att undersöka hur vittringen av dunitpulver påverkas av citronsyra.Utöver detta undersöktes även hur vittringen påverkas av mikrobiologisk tillväxt inom reaktorerna.Reaktorerna bestod av 50 g dunitpulver och 1 M citronsyra som fick inkuberas under ungefär tremånaders tid. På grund av denna tidsperiod utfördes majoriteten av analyserna på experiment somstartades i december 2023. Analyser som utfördes var bland annat svepelektronmikroskopering (SEM),geokemiska analyser såsom pH, anjoner, organiska syror, organiskt kol samt analys av specifik ytarea(BET) och röntgendiffraktion (XRD). Förutom analyser av det originella experimentet, startades ävenett nytt, utökat experiment liknande det första. En tredje del av denna studie bestod av att undersöka denbiologiska tillväxten inom reaktorerna och hur den har påverkat vittringen.Experimentet visade på en betydande ökning i vittringshastighet med citronsyra närvarande.Analyser visade också på en markant ökning i alkalinitet, vilket pekar på en möjlig användning avaccelererad silikatvittring för att motverka försurning så väl som CO2-utsläppen. Trots de låga pHnivåerna i början av experimentet (pH 2), fanns ingen antydan om att citronsyran påverkademöjligheterna för tillväxt av liv, vilket öppnar för möjligheten att påskynda vittringen ännu mer iexperiment för bio-accelererad silikatvittring. Slutsatsen för projektet blir att citronsyra kan användasför att accelerera silikatvittring, och därmed användas för att motverka de stigande koldioxidutsläppen.Dock har tidigare forskning visat att vittring av olivin kan leda till en ackumulation av tungmetaller,vilket har gjort att andra silikater såsom basalt har blivit populära. Därför behövs mer undersökning föratt fullt förstå hur kombinationen av organisk syra och mikrober påverkar vittring av dunit och andrasilikatmineral samt ackumulation av tungmetaller i lakvatten och celler.

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.

Att koldioxidutsläppen neutraliseras är avgörande för att begränsa klimatförändringarna. Bioenergi i kombination med separation och lagring av koldioxid (BECCS) är en Teknik som kan generera negativa utsläpp. Det största hindret för dess storskaliga genomförande är de höga energikraven för processen. Detta projekt syftar till att kvantifiera energistraffen för lean solvent flash och modifikationer för multitrycksstrippning för att förbättra prestandan av koldioxidavskiljning (CC) i en kraftvärmeverksanläggning för förbränning av biomassa.  En jämviktsmodell utvecklades och validerades för att simulera en fullskalig CC genom kemisk absorption i Aspen Plus med kaliumkarbonat som lösningsmedel. Båda layoutändringarna resulterar i energipåföljder på 18-21 % för en kraftvärmeverk, medan energistraffet för baslinjeprocessen är 5 %. För ett kraftverk går straffen från 32 till 62 %. Detta visar hur en förbättring av processen kan minska kostnaderna för CCS, särskilt om värme anses vara en värdefull produkt. CCS i kraftvärmeverk har en mycket lägre energipåverkan än i kraftverk där värme inte återvinns. / Bio-energy with carbon capture and storage (BECCS) is a technology that can generate negative emissions. Hence it is recognized as a solution for becoming carbon neutral, which is essential for climate change mitigation. The main obstacle for its large scale implementation is the high energy requirements of the process. This thesis aims at quantifying the energy penalties for lean solvent flash and multi-pressure stripper layout modifications to improve the performance of carbon capture (CC) by means of absorption with a liquid solvent in a biomass-fired CHP plant. The work focuses on K2CO3 based solvents operated in a mixed temperature swing/pressure swing cycle witch is deemed advantageous for heat recovery.  An equilibrium model was developed and validated to simulate a full-scale CC by chemical absorption in Aspen Plus using potassium carbonate as solvent. Both layout modifications result in energy penalties of 18-21 % for a CHP plant, while the energy penalty for the baseline process is 28 %. For a power plant, the penalties go from 32 % to 62 % for the lean solvent flash and the multi-pressure stripper respectively. This shows how improving the process can reduce the costs of CCS, especially if heat is considered a valuable product. CCS in CHP plants has a much lower energy impact than in power plants where heat is not recovered.