Tradisjonelt har fossile brensler som kull, olje og naturgass vært viktigste energikilder for industrien, men disse gir som kjent store utslipp av klimagassen CO2. Nå skal et nytt EU-finansiert forskningsprosjekt teste nye løsninger for elektrisk oppvarming.
Prosjektet «Electrification of high temperature and flexible technologies for transforming cement, lime and pulp industry (ELECTRA)» handler om å bruke elektrisitet til å forvandle produksjonsprosessene i sement-, kalk- og papirindustrien.
Resultatene skal bidra til det ambisiøse målet om å eliminere karbondioksidutslipp (CO2) fra disse sektorene, og dermed akselerere bærekraftige tiltak med opptil fem år.
Forskningsprosjektet finansieres av verdens største forsknings- og innovasjonsprogram Horisont Europa. Universitetet i Sørøst-Norge (USN) er Norges eneste akademiske deltaker med til sammen 17 europeiske partnere.
– Ved å bruke lavutslippselektrisitet i stedet for fossile brensler i produksjonsprosessen, har ELECTRA potensial til å eliminere utslipp av karbondioksid fra blant annet sementindustrien, som i dag står for cirka syv prosent av verdens CO2-utslipp, forklarer Lars Andre Tokheim.
LES OGSÅ: USN leder EU-prosjekt om sikker dronetrafikk
Målet å bruke elektrisk oppvarming
Han er professor ved Institutt for prosess-, energi- og miljøteknologi og USNs prosjektleder i ELECTRA. Totalprosjektet har et budsjett på rundt to hundre millioner kroner, hvorav rundt åtte millioner går til USN.
Partnerne fra ni land dekker hele verdikjeden for sement-, kalk- og papirprosessindustrien, det vil si forskning, teknologileverandører, forretningsutvikling, investorer og sluttbrukere. Fra Norge deltar også forskningsinstituttet Sintef.
ELECTRA skal arbeide med utvikling av ulike elektrifiseringskonsepter og -reaktorer. Tokheim eksemplifiserer med sementindustrien der kalsinering er en viktig del av prosessen med å lage sement. I kalsinatoren varmes råmaterialene opp til cirka 900 grader. I dag skjer dette ved forbrenning av ulike typer brensler, mens ELECTRA skal nå forsøke å få til dette ved hjelp av elektrisk energi.
– En viktig oppgave for USN blir å designe og gjøre eksperimenter med en fluidiseringsreaktor som vi har utviklet i et annet forskningsprosjekt, som nylig ble ferdigstilt. Vi skal dessuten finne ut hvordan ulike elektrifiseringskonsepter på en god måte kan innlemmes i eksisterende fabrikker, forteller Tokheim.
ELECTRA-prosjektet skal også forsøke å elektrifisere roterovnen der klinker produseres ved en temperatur på over 2000 grader. Denne delen av produksjonsprosessen er enda mer krevende å elektrifisere grunnet svært høy temperatur, noe som vil kreve bruk av såkalt plasmateknologi.
– Målet er å utvikle en utslippsfri, elektrisk oppvarmet produksjonsprosess for sement og kalk i full skala. Om målene for prosjektet innfris, vil det eliminere behovet for fossile brensler samtidig som det fra kalsinering av kalksteinen produseres en ren strøm av CO2. Denne kan lagres eller brukes til ulike formål, forklarer Tokheim.
LES OGSÅ: – Du kan bli klimanøytral
Samarbeider tett med industrien
Fra før samarbeider USN tett med industrien på flere nasjonale forskningsprosjekter om prosessoptimalisering, utslippsreduksjon, CO2-fangst og elektrifisering.
Nylig ble et doktorgradsarbeid avsluttet ved USN i samarbeid med Heidelberg Materials, tidligere kjent som Norcem. Dette arbeidet bekrefter at utslippene fra kalsineringsprosessen kan reduseres betydelig ved å erstatte kull med elektrisk strøm.
– I ELECTRA deltar USN i seks av åtte arbeidspakker. Deltakelsen gir oss mulighet til å videreføre forskningen på elektrifisert kalsinering i sementindustrien, og det er viktig for oss å komme et skritt videre. Både USN og Heidelberg Materials ser på ELECTRA-prosjektet som et naturlig og nødvendig mellomsteg før vi kan teste ut teknologien på en av selskapets sementfabrikker, forteller Tokheim.
