Samhället står inför stora utmaningar för att lyckas nå målet i Parisavtalet om att begränsa den antropogena uppvärmningen till 1,5˚C samt det nationella klimatmålet om att uppnå netto-noll-utsläpp av växthusgaser senast år 2045. Geologisk lagring av koldioxid (CCS, Carbon Capture and Storage) lyfts fram som en nyckelåtgärd för att reducera koldioxidutsläppen och därigenom uppnå dessa mål. Totalt beräknas ca. 2700 CCS-projekt behövas år 2050, vilket är en signifikant ökning från dagens 27 anläggningar. Bio-CCS, eller BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) är en CCS-teknik där koldioxid som bildas som en industriell biprodukt fångas in och lagras. Koldioxiden kan till exempel fångas in vid förbränning av biomassa i massa- och pappersbruk. På senare år har en ny geologisk lagringsmetod utvecklats där man lagrar koldioxid genom att bilda stabila karbonatmineral in situ. In situ-karbonatisering utmanar i allra högsta grad den hittills dominerande lagringsmetoden där lagring av koldioxid sker i sedimentär berggrund. När koldioxid lagras i sedimentär berggrund tar det tusentals år för koldioxiden att bilda karbonatmineral, vilket kan jämföras med in situ-karbonatisering där det visat sig ta <2 år att uppnå samma resultat. Karbonatisering påskyndar en naturlig process som sker när kol lagras i marken och utnyttjar därmed bergartens befintliga egenskaper. Ultramafisk och mafisk berggrund med högt innehåll av tvåvärt järn (Fe2+), kalcium (Ca2+) och magnesium (Mg2+), har visat sig vara lämpade för in situ-karbonatisering. Fram tills nu har potentialen för in situ-karbonatisering aldrig undersökts i Sverige. Detta arbete syftar därför till att karaktärisera mafiska bergarter baserat på deras teoretiska potential att lagra koldioxid genom in situ-karbonatisering, vilket gjorts genom att studera mineralogin och geokemin av olika bergarter från lokaliteter på Alnön, öster om Sundsvall och runt Nordingrå utanför Örnsköldsvik samt områden i närheten av Örnsköldsvik. Det här arbetet är en del av forskningsprojektet INSURANCE som finansieras av Energimyndigheten och syftar till att utvärdera potentialen för bio-CCS i den svenska berggrunden. Resultatet påvisade mineralogiska och geokemiska likheter mellan de provtagna områdena och basalt som visat sig vara lämplig för koldioxidlagring. En del av proverna uppvisar dock tecken på omvandling vilket är påverkar reaktionen negativt. Därför är det främst de lokaler som uppvisar låg omvandlingsgrad som rekommenderas för vidare undersökning. Proverna innehåller mineral som har potential att fungera för in situ-karbonatisering. Det behövs dock ytterligare undersökningar för hur dessa bergarter reagerar med koldioxiden i praktiken (karbonatiseringsexperiment) samt storleken/volymen på en eventuell lagringsplats. / Society faces major challenges to succeed in achieving the goal of the Paris Agreement to limit anthropogenic warming to 1.5°C and the national climate target of achieving zero net emissions of greenhouse gases by 2045. Geological storage of carbon dioxide (CCS, Carbon Capture and Storage) is highlighted as a key action in reducing carbon dioxide emissions and thereby achieve these goals. In total, approx. 2700 CCS projects are needed by 2050, which is a significant increase from today's 27 facilities. Bio-CCS, or BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) is a CCS technology where carbon dioxide formed as an industrial by-product is captured and stored. The carbon dioxide can, for example, be captured during the combustion of biomass in pulp and paper industries. In recent years, a new geological storage method has been developed where carbon dioxide is stored by forming stable carbonate minerals in situ. In situ carbonation is very much challenging the until now dominant storage method that stores carbon dioxide in sedimentary basins. When carbon dioxide is stored in sedimentary basins, it takes thousands of years for the carbon dioxide to form carbonate minerals, which can be compared to in situ carbonation where it has been shown to take <2 years to achieve the same result. Carbonation accelerates a natural process that occurs when carbon is stored in the soil, thereby utilizing the rock's existing properties. Ultramafic and mafic bedrock with a high content of divalent iron (Fe2+), calcium (Ca2+) and magnesium (Mg2+), have proven to be suitable for in situ carbonation. Until now, the potential for in situ carbonation has not been investigated in the Swedish bedrock. This work therefore aims to characterize mafic rocks based on their theoretical potential to store carbon dioxide through in situ carbonation, which has been done by studying the mineralogy and geochemistry of different rocks from localities on Alnön, east of Sundsvall and around Nordingrå outside Örnsköldsvik and areas near Örnsköldsvik. This work is part of the research project INSURANCE, which is funded by the Swedish Energy Agency and aims to evaluate the potential for bio-CCS in Sweden. The sampled areas show mineralogical and geochemical similarities to basalt which has been proven to be suitable for carbon dioxide storage. However, some of the samples show signs of alteration, which affects the reaction negatively. Therefore, it is mainly those localities that show a low alteration rate that are recommended for further investigation. The samples contain mineral that has the potential to function for in situ carbonation. However, further studies are needed on how these rocks react with carbon dioxide in practice (carbonation experiment) and to evaluate the size/volume of the possible storage site.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-98773 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Öjebrandt, Anna |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Geovetenskap och miljöteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0015 seconds