Fremtidige nivåer av nitrosaminer og nitraminer i drikkevann nær CO2-fangstanlegg (FuNitr)
FuNitr vil bidra med ny kunnskap og nye verktøy for å sikre en trygg implementering av CO2-fangstteknologi, og vil dermed støtte det nasjonale Langskip-prosjektet for CO2-fangst og -lagring.
.jpg?quality=80 "Av Kjetil Ree – Eget verk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=71372503")
- Prosjektperiode
- -
- Finansiering
- Norges forskningsråd
- Totalbudsjett
- 9 996 000
- Forskningsseksjon
- Nedbørfeltprosesser
- Kontaktpersoner
-
Cathrine Brecke Gundersen
- Involverte fra NIVA
-
Magnus Dahler Norling
-
François Clayer
-
Aina Charlotte Wennberg
-
Malcolm Reid
-
Merete Grung
Om prosjektet
Teknologi for CO2-fangst anses som ett nøkkelverktøy for å redusere globale klimagassutslipp. Imidlertid må vi unngå at teknologien medfører negative effekter på det lokale miljøet. Bekymring er knyttet til risikoen for at CO2-fangstprosessen kan forurense nærliggende drikkevann med henholdsvis kreftfremkallende og mulig kreftfremkallende nitrosaminer (NSAs) og nitraminer (NAs). Disse stoffene dannes i lufta ved nedbrytning av flyktige aminer. Aminer brukes i selve fangstprosessen, og små mengder vil utilsiktet slippe ut i lufta med den rensede røykgassen (Se figur for detaljer).
I Norge har vi en anbefalt drikkevannsgrense for NSA og NA (4 ng L-1). CO2-fangstindustrien må forholde seg til dette ved at drikkevannsgrensen oversettes til en utslippstillatelse for aminer til luft. Men det å gå fra NSA- og NA-nivåer i f.eks. en innsjø til tilsvarende mengde aminer som kan slippes ut fra et CO2-fangstanlegg er svært krevende ettersom det omfatter en lang rekke ulike prosesser. Metoden som i dag benyttes kan anses å produsere «verste falls» amin-utslippstillatelser. Det skyldes metodens mange forenklinger samt store usikkerheter knyttet til flere av prosessene som er involvert.
Mål
Målet med FuNitr-prosjektet er å forbedre metoden som brukes til å beregne amin-utslippstillatelser, og å frembringe ny kunnskap som kan redusere usikkerheten knyttet til sentrale prosesser involvert. På denne måten ønsker FuNitr å bidra til en sikker og kostnadseffektiv implementering av CO2-fangstteknologi.
FuNitr er et 4-årig samarbeidsprosjekt (startet i Q2/2023) finansiert av Norges Forskningsråd (prosjektnummer 336357) via CLIMIT-programmet. Prosjektet ledes av NIVA, i samarbeid med Universitetet i Oslo (UiO), Norsk institutt for luftforskning (NILU), Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU), og industripartnerne Teknologisenteret Mongstad (TCM), Hafslund Oslo Celsio (Celsio), og Aker Carbon Capture (ACC).
Arbeidspakker
Arbeidspakke 1 - Forbedret atmosfæremodell
En ny atmosfæremodell vil utvikles for mer realistisk å kunne simulere NSA- og NA-dannelse i lufta og avsetning nær CO2-fangstanlegg. En fundamental ny tilnærming vil benyttes ved å fokusere på inkorporering av turbulent dispersjon av utslippsgassen og dens blanding med atmosfæren. Reaksjonsmekanismer til aminer, NSA og NA i gass vil inkluderes, og det vil beregnes NSA og NA våt og tørr avsetning samt atmosfæriske konsentrasjoner.
Arbeidspakke 2 - Validering av den atmosfæriske modellen
Den nye modellen, utviklet i arbeidspakke 1, vil valideres med målte data fra to ulike eksperimenter: 1) laboratoriestudier der kjemiske transformasjoner av aminbehandlet røykgass undersøkes, og 2) in-situ målinger i røykgass som slippes ut fra ett fullskala CO2-fangstanlegg. Førstnevnte vil utføres ved TCM der det finnes et lite laboratorium som er plassert på toppen av utslippspunktet. In-situ målinger vil muliggjøres ved å utstyre et helikopter med toppmoderne instrumentering.
Arbeidspakke 3 – Undersøke biologisk nedbrytning av NA
Etter at NSA og NA avsettes på bakken vil mange ulike prosesser spille sammen for å avgjøre nivåer i eksempelvis en innsjø. NSA vil raskt brytes ned av sollys, mens det ikke vil være tilfellet for NA. Biologisk nedbrytning kan potensielt fjerne NA fra miljøet, og prosessen kan finne sted i vann, jord og sedimenter. Bionedbrytbarheten av NA vil utforskes eksperimentelt ved å fokusere på rollen til de naturlige bakteriene og effekten av varierende miljøforhold.
Arbeidspakke 4 – Simulering «fra utslipp til vann»
For å realistisk kunne simulere fremtidige nivåer av NSA og NA i et drikkevannsreservoar vil det utvikles et modelleringsverktøy som simulerer det komplette bildet fra aminutslipp til nivåer av NSA og NA i vann. Den atmosfæriske modellen, utviklet i arbeidspakke 1 og validert i arbeidspakke 2, vil kombineres med en eksisterende nedbørfeltmodell. Resultater fra arbeidspakke 3 vil inngå i modellen. En lengre tidsserie (~20 år) vil bli simulert for å vurdere mulig akkumulering av NSA og NA over tid. Modelleringsverktøyet vil bli demonstrert med egnede casestudiesteder.
Arbeidspakke 5 – Arbeidsverktøy for myndigheter og industri
For å tilgjengeliggjøre det avanserte modelleringsverktøyet fra arbeidspakke 4 vil det utvikles et brukervennlig web-grensesnitt. Det vil fremstå som en nettside der brukeren enkelt kan justere parametere, som for eksempel driftsforhold ved et CO2-fangstanlegg, for deretter å kunne se den umiddelbare effekten på NSA- og NA-nivåer i et nærliggende vannreservoar. Formålet med verktøyet vil være veiledning og formidling.
