Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2022-23 (2. samling)
KEF Alm.del Bilag 130
Offentligt
2665700_0001.png
NR.1 • MARTS 2020
geo
vıden
Kan vi begrave
problemet?
Klima-, Energi- og Forsyningsudvalget 2022-23 (2. samling)
KEF Alm.del - Bilag 130
Offentligt
LAGRING
CO
2
-
500 års CO
2
Lagerkapacitet i
Danmarks undergrund
Flugtsikring
10
CO
2
forsegler
sig selv i dybet
Sikkerhedstjek
14
Kan CO
2
-lagring
være skadeligt?
26
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0002.png
INDHOLD
CO
2
-lagring
Al viden er god viden
og sorte data kan
blive grønne.
Op gennem forrige århundre-
de blev den danske under-
grund gennemsøgt godt og
grundigt for olie- og gas-
forekomster. Udover en snes
områder i Nordsøen, slog det
alt sammen fejl. De kostbare
eftersøgningsboringer viste,
at den undergrund, der
gemmer sig under landjord-
en, kun indeholdt vand. De
texanske tilstande udeblev og
dengang var skuffelsen stor.
Siden da er folkestemning-
en omkring olie vendt 180
grader. Den hastigt stigende
koncentration af drivhusgas-
sen CO
2
i vores atmosfære er
nemlig direkte koblet til det
sorte guld og dets fætre kul
og gas, som næsten alle ver-
dens lande stadig er afhæng-
ige af. Om vi vil det eller ej.
Der er imidlertid næsten ikke
den ting, der er så skidt, at
den ikke er god for noget.
Det samme er sandt med
eftersøgningen på olie i Dan-
mark. De mange boringer og
geologiske analyser af under-
grundens sammenstæning og
lagenes udbredelse og form
danner nemlig grundlag for
mulige klimaløsninger. Blandt
andet permanent lagring af
CO
2
i undergrunden, som er
det, dette Geoviden handler
om. Såkaldt Carbon Capture
and Storage (CCS).
Mange af de geologiske
strukturer og egenskaber,
man kigger efter, når man
leder efter olie og gas, er
nemlig de samme, som man
skal bruge i et underjordisk
CO
2
-lager. Derfor foreligger
der store mængder geologi-
ske kortlægninger og data på
netop de områder, som for-
skere i CO
2
-lagring kan dykke
direkte ned i og bruge til at
modarbejde de klimaforan-
dringer, som olie, gas og kul
har fået os rodet ud i. Havde
det ikke været for olieefter-
forskningen, ville muligheden
for lagring af CO
2
være man-
ge år ude i fremtiden, i stedet
for at være den velafprøvede
og etablerede teknologi, som
den er flere steder i verden
i dag. Gammel viden ruster
ikke, men måden den bruges
på kan ændre sig. Og det er
godt.
I dette nummer af Geoviden
kan du læse om, hvordan CO
2
kan lagres i undergrunden og
hvor meget der ser ud til at
kunne lagres i Danmark og
i verden. Du kan også læse
om de geologiske kriterier,
der skal være opfyldt, før man
kan etablere et CO
2
-lager,
samt hvordan forsøg har vist,
at CO
2
faktisk selv lukker
sprækkerne, hvis de skulle
opstå nede i reservoiret. Er
du interesseret i, hvordan
CO
2
-niveauerne har svinget
gennem Jordens historie, og
hvad det betyder for klimaet,
kan du også blive klog på
det.
Husk, at du altid kan skrive til
os med feedback eller ideer
på [email protected]
God læselyst!
CO
2
forsegler selv mulige
flugtveje fra undergrunden
Johanne Uhrenholt
Kusnitzoff
Redaktør og skribent
Med CO
2
hjælper det
at begrave problemet
4
7
10
14
18
22
24
26
28
I undergrunden venter der
CO
2
fire forskellige skæbner
Danmarks undergrund kan
lagre 500 års CO
2
-udledning
Nordjysk undergrund kan lagre
en mio. ton virtuel CO
2
om året
Global lagerstatus
Find mere på geoviden.dk/co2lagring:
•
•
•
•
•
Film om laboratorieforsøg med CO
2
-lagring
Forklaring af nøglebegreber
Alle figurer og artikler til download i enkeltfiler
Link til globale og nationale CO
2
-statistikker og infografikker
Videre læsning
Se filmen om, hvordan
forskere arbejder med
CO
2
-lagring i laboratoriet
på geoviden.dk/co2lagring
Hvordan står det til
med CCS globalt?
FRI FASE I
ATMOSFÆREN SOM
DRIVHUSGAS
"De fossile brændslers eksistens
beviser, at undergrunden kan
opbevare CO
2
i millioner af år"
Kend dit CO
2
-kredsløb
FORVITRING
AF NATURLIG
FELDSPAT
MED CO2
Eksperter der har bidraget til dette Geoviden
Christian Bjerrum
Professor MSO
Københavns Universitet
Hanne Dahl Holmslykke
Forsker
GEUS
Claus Kjøller
Statsgeolog
GEUS
Knud Didriksen
Seniorforsker
OPLØFTES TIL
GEUS
NYE
BJERGKÆDER
FELDSPATTEN
IONER OPTAGES
AF PLANKTON
OG KORALLER
Karen Lyng Anthonsen
Geolog
GEUS
Peter Frykman
Seniorforsker
GEUS
Carsten Møller Nielsen
Reservoiringeniør
GEUS
EN DEL AF
CO2’EN
SENDES OP
UNDER
VULKAN
UDBRUD
OPLØSTE
IONER FØRES
UD I HAVET
MINERALERNE I DØDE
HAVDYR BEGRAVES
OG FØRES NED MED
KONTINENTALPLADEN
2
GEOVIDEN
MINERALERNE
SMELTER OG
OMDANNES TIL
MAGMA SOM VED
AFKØLING BLIVER
TIL FELDSPAT.
PROCESSEN
FRIGIVER CO2
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0003.png
Med CO
2
hjælper det
at begrave problemet
CO
2
-lagring
Menneskeskabt udledning af CO
2
til
atmosfæren skaber problemer, så en mulig
løsning må være at udlede mindre og gerne
fjerne CO
2
. En måde at gøre det på kaldes
Carbon Capture and Storage (CCS) eller CO
2
-
fangst og -lagring. Se grundprincipperne her.
HVORDAN
FUNGERER CCS?
Helt forsimplet kan processen
opsummeres i tre trin, som
starter ved CO
2
-kilden og
ender i jorden.
CO2
CO2
CO2
CO
2
indfanges
fra CO
2
-kilder
som industri eller
energiproduktion.
800 m
DYBDE
Reservoiret skal ligge i en
dybde på mere end 800 m,
da CO
2
’en på grund af højt
tryk og temperatur fylder
ca. 300 gange mindre i den
dybde. På den måde kan der
lagres meget større mæng-
der CO
2
end på overfladen.
Porerummene bliver dog
også mindre med dybden, så
det giver typisk ikke mening
at lagre CO
2
dybere end
2500-3000 m.
RESERVOIRKVALITET
Selve reservoiret skal bestå
af bjergarter med mange
velforbundne porerum af
en vis størrelse, så CO
2
’en
kan fordele sig ud i hele
reservoiret. Sandsten er et
eksempel på en velegnet
reservoirbjergart. Et egnet
reservoir består typisk af
min. 20 % porerum.
Minimum
20 m
INDKAPSLING
For at være sikker på, at
CO
2
’en ikke begynder at
sive op igen, sørger man for
nøje at udvælge reservoirer,
som har overliggende lag af
ugennemtrængelige bjerg-
arter. Det skal være bjerg-
arter med meget få og/eller
små porerum med dårlig
forbindelse mellem hinan-
den, f.eks. lersten. Laget skal
være min. 20 m tykt. .
Gassen komprimeres
og transporteres
via rørledning til et
egnet reservoir.
50 m
CO
2
pumpes ned i
reservoiret, indtil
det er fyldt og
brønden forsegles.
3000 m
Figur 1
4
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden
RESERVOIRKAPACITET
Ud over kvaliteten i bjergartens porerum,
skal der være et tilpas stort område med
disse egenskaber, for at det kan give
mening at etablere et anlæg. Laget skal
typisk være over 50 m tykt.
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
5
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0004.png
CO
2
-lagring
LAGRING I OLIE-GASFELTER
Generelt siger man, at CO
2
-lagret skal ligge tæt på CO
2
-kilden, da
det mindsker transportomkostninger. Dog kan det give mening at
bruge udtømte olie-gasfelter, hvor dyre boringer, pumper og andet
nødvendigt materiel allerede er på plads og måske kan bruges.
Transporten sker da med skib eller rørledning inde fra land.
Figur 2
Her kan du dykke ned i detaljerne omkring Carbon Capture
and Storage (CCS). Eksempelvis hvorfor CO
2
fylder mindre i
undergrunden, og hvordan koblingen mellem CCS og biomasse
gør teknologien endnu grønnere.
6 FAKTA OM CCS
1000 m
3
CO
2
JORDOVERF LADEN
Læs meget mere om
sandsten, porøsitet
og permeabilitet i
Geoviden 1, 2019
om geotermi, som
også foregår mellem
sandkornene i den
dybe undergrund.
Find hele bladet på
geoviden.dk/geotermi
0
CO S OM GA S
D YBD E (K M)
11
3,8
3,2
0,6
KRITISK DYBDE
0,8
1
CO
2
FANGES PÅ TRE MÅDER
•
Røggasrensning:
Røggassen
sendes gennem en tank med en
væske, der binder CO
2
, mens
resten af røgen ledes videre som
vanddamp. Væsken med den
fangne CO
2
opvarmes og frigiver
ren CO
2
.
•
Oxyfuel:
Bruges også ved
kulafbrænding. Ud over tilsætning
af ren ilt til forbrændingen bruges
også recirkuleret røggas. Det gør
bl.a., at luften i ovnen ikke inde-
holder den nitrogen, som findes
i atmosfærisk luft. Det gør det
lettere at adskille CO
2
’en.
Fælles for dem alle er,
at de
kræver meget energi til bl.a.
opvarmning, som gør prisen pr. ton
opfanget CO
2
høj. Der forskes på
højtryk verden over for at udvikle
energieffektive løsninger, så energi-
forbrug og pris mindskes. Prisen er
allerede faldet i de seneste år.
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden
GRØNT FLYBRÆNDSTOF
CO
2
bruges som ressource i flere
industrier, og også i forsøg med
udvikling af bæredygtigt brænd-
stof, herunder flybrændstof. Her
kan en del af den fangne CO
2
fra
CCS udnyttes fremfor at blive
gemt af vejen. Det er et aktivt
forskningsfelt.
Under grundvandsspejlet er stort set alle
hulrum fyldt med vand. Lidt som hvis
man forestiller sig en forstenet bade­
svamp under vand. Ligesom i en bade­
svamp er alle disse bittesmå vandfyldte
hulrum, kaldet porerum, forbundet med
hinanden på kryds og tværs. Derfor kan
vand strømme igennem de underjordiske
bjergarter fra porerum til porerum. Det
samme gælder for gasser, for eksempel
CO
2
. De underjordiske formationer, der
typisk vil kunne bruges til CO
2
­lager, ud­
gør til tider tykke lag og kan dække flere
hundrede kvadratkilometer. Det giver en
meget stor, samlet lagringskapacitet for
CO
2
.
OLIE I STEDET FOR VAND
I nogle områder af undergrunden er
der ikke vand i porerummene, men
fossile brændstoffer. Det er områder,
hvor der for millioner af år siden er til-
ført mere dødt organisk materiale, end
bakterier og svampe har kunnet nå at
nedbryde. Det unedbrudte materiale
er med tiden blevet begravet dybere
og dybere, og er undervejs blevet
omdannet til olie, gas eller kul.
Læs meget mere om, hvordan
fossile brændsler dannes i
Geoviden 1, 2013 på geoviden.dk
Porøse bjergarter
er hidtil lagret på verdensplan. Det
svarer til Danmarks samlede udled-
ning på nuværende niveau i ca. syv år.
Der er stor forskel på porerummene i
de forskellige bjergarter, man finder i
undergrunden, herunder hvor mange
og hvor store de er. Altså hvor stor en
6
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
Foto: Colourbox
•
Forgasning:
Anvendes ved
afbrænding af kul, hvor kullet op-
varmes ved meget høj temperatur
sammen med ren ilt. Ved tilsætning
af vanddamp opstår en gas af brint
og CO
2
, som kan deles op, og
CO
2
’en lagres.
FJERNELSE AF CO
2
Ved at indfange CO
2
fra biomas-
seanlæg får man fjernet CO
2
fra
atmosfæren frem for blot at und-
gå at udlede mere. Biomasse fra
planter har nemlig optaget CO
2
gennem fotosyntese. Når biomas-
sen omdannes til biobrændsel,
frigives CO
2
’en som røggas, der
kan indfanges og lagres. Her-
ved fjernes CO
2
fra atmosfæren
samtidig med, at der dannes grøn
energi. Metoden kaldes BioEner-
gy CCS (BECCS).
2,8
1 ,5
Redigeret efter CO
2
GeoNet­rapport 2008 Hvad betyder geologisk lagring af CO
2
egentlig s. 9
20 m
3
0,4
CO SOM
SUPERK R ITISK
VÆ SKE
I undergrunden
venter der CO
2
fire
forskellige skæbner
Lagring kræver lagerplads, og det er der helt enormt meget
af i undergrunden. Hulrummene er bittesmå, men til gengæld
er der fantastisk mange af dem mellem mineralkornene i de
forskellige bjergarter. CO
2
-lagring udnytter, at CO
2
fastholdes i
de hulrum på flere forskellige måder.
2,7
2
Derudover findes der anlæg, der
suger CO
2
direkte ud af luften,
hvilket kaldes Direct Air Capture
(DAC).
DER KAN LAGRES MERE I DYBDEN
Opsamles der 1000 m
3
CO
2
fra et
kraftværk på jordoverfladen, fylder det
kun 3,8 m
3
, når man pumper det 800
meter ned i undergrunden. Ved 1,5 km
endda kun 2,8 m
3
. Ved ca. 800 meter
opnås nemlig det såkaldte kritiske punkt
for CO
2
-gas, hvor tryk og temperatur
er så høj, at gassen skifter form til en
såkaldt superkritisk væske. På den form
er CO
2
'en meget mere kompakt end i
gastilstanden, har tyngde som en væske,
men kan bevæge sig som en gas. Alle
gasser har et kritisk punkt, hvor de
skifter til superkritisk form. Under to km.
komprimeres CO
2
'en ikke yderligere.
andel af bjergartens samlede volumen
de udgør (porøsitet). Derudover kan det
også variere, hvor godt forbundne de er
med hinanden (permeabilitet). Sandsten
er en af de bjergarter, der ofte både er
porøse og permeable i en sådan grad, at
væsker og gasser har let ved at strømme
igennem dem. Det gør sandsten til en
god såkaldt reservoirbjergart, altså en
type sten, der kan indeholde for eksem­
pel CO
2
på den måde, som kan ses på s.
4 og 5. De gode lagringsegenskaber har
deres udspring i den måde sandstenen
er dannet på. Sandsten er, som navnet
antyder, lavet af sand. De individuelle
sandkorn består ofte af mineralet kvarts
og har i sin tid været en del af et bjerg
eller klippe et sted. Vind og vejr slider
hele tiden små stykker af, som siden føres
med floder, gletsjere eller med vinden.
Der hvor floden løber, vil noget af sandet
synke ned til bunden og med tiden blive
Foto: Stig Asbjørn Schack Pedersen, GEUS
7
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0005.png
CO
2
-lagring
DE FIRE SKÆBNER
for CO
2
i et underjordisk reservoir
Sandsten
Vand
CO
2
Rester af CO
2
CO
2
opløst i vand
Mineralisering
Mød forskeren, der undersøger,
hvordan CO
2
'en bevæger sig i
undergrunden.
Find video på geoviden.dk/co2lagring
Figur 3
CO2 pumpes ned og reservoiret fyldes
Illustratrion: Lykke Sandal, Geoviden
Rerservoir fyldt, nedpumpning stoppet
MOBIL FORM
Når CO
2
pumpes ned i et
underjordisk sandstenslag,
vil det begynde at stige
opad, fordi det er lette-
re end det saltvand, der
ligger mellem sandkornene.
CO
2
’en stiger opad gennem
porerummene, indtil den når
det forseglende lag af f.eks.
FANGET I SMÅ PORER
Nogle porerum er så små
og snævre, at CO
2
-boblerne
ikke kan komme igennem og
ender i en blindgyde. På vej
mod reservoirets top, bliver
en del af CO
2
’en fanget på
den måde. Når der ikke læn-
gere pumpes ny CO
2
ned, vil
der i området omkring røret
med tiden kun være den CO
2
tilbage, som sidder fanget
OPLØST
CO2 pumpes ned og reservoiret fyldes
Nede i reservoiret møder
hele tiden plads til lidt nyt
CO
2
’en med det samme vand- saltvand i toppen, som kan
et i porerummene, og en del
komme i kontakt med den
CO
2
vil blive opløst i vandet.
ophobede CO
2
, som også op-
Vand har dog en begrænset
løses og synker mod bunden
kapacitet til opløsning af CO
2
, og så fremdeles. Processen
men fordi det opløste CO
2
tager dog meget lang tid,
gør vandet en smule tungere, da det CO
2
-holdige, tungere
synker det langsomt mod
vand bevæger sig meget lang-
bunden af reservoiret (se gult
somt nedad gennem de små,
område herunder). Det giver
snævre porerum.
MINERALISERET
Den opløste CO
2
kan rea-
herunder). Hvor hurtigt det
gere med visse mineraler i
går, og præcis hvilke mineral-
reservoirbjergarten, så der
er der dannes, er afhængigt
dannes nye mineraler. På den
af bjergartens mineralske
måde bliver en del af CO
2
’en
sammensætning, vandets
med tiden til en fast del af
saltindhold og pH. I sandsten
reservoiret. Processen kan
er mineralisering den absolut
foregå i alle de områder af
langsomste af de fire proces-
reservoiret, hvor CO
2
’en findes
ser og foregår hundreder eller
Mange
gult område
i opløst form (se
år efter nedpumpningen er stoppet
tusinder af år.
CO2 pumpes ned og reservoiret fyldes
Rerservoir fyldt, nedpumpning stoppet
CO2 pumpes ned og reservoiret fyldes
Rerservoir fyldt, nedpumpning stoppet
Mange år efter nedpumpningen er stoppet
Mineralisering sker i hele området
at det næsten er umuligt for noget at
der er mindre strøm og mindre bølge­
trænge igennem. Da sandkorn er meget
påvirkning. Her vil der så typisk aflejres
større end lerpartikler, vil porerummene
langt flere finkornede partikler, for ek­
sempel ler, som også efterhånden danner i sandstenen være tilsvarende større, og
det gør sandstenen lettere for væsker og
et tykkere og tykkere lag. Efter lang tid
gasser at strømme igennem.
er det gamle sandlag blevet dækket af
et overliggende lag af ler, og begge
Når havniveauet har ændret sig gennem
Mange år
Til CO
2
­lagring leder
er stoppet
netop
efter nedpumpningen
man efter
Rerservoir
samtidig rykket
dele
tiderne, er kystlinjerne
fyldt, nedpumpning stoppet
er begravet så dybt af nytilkomne
aflejringer, at det er blevet mast sammen
frem eller tilbage, og så er der blevet
kombinationen af et porøst og perme­
til fast sten. Henholdsvis sandsten og ler­
aflejret sand et nyt sted. Der, hvor der
abelt sandstenslag med et eller flere
sten. Både sandstenen og lerstenen har
før var kyst og blev aflejret sand, er der
isolerende lerstenslag ovenpå. Den
porerum, men i lerstenen er de så små,
måske i stedet blevet dybere vand, hvor
porøse og permeable sandsten er idel til
begravet under nye lag af sand. Det
samme sker i fjordene og langs kyster­
ne – sandet hobes lige så stille op. Over
mange tusinde år bliver det til mange
meter sand.
lagring af gas som CO
2
, og modsat sikrer
lerstenens lave porøsitet og permeabili­
tet, at CO
2
’en ikke stiger op.
Når et passende reservoir er udvalgt,
undersøgt og testet, kan CO
2
’en pumpes
Afhængigt af reservoirbjergartens sam­
derned. Det er ren, komprimeret CO
2
,
mensætning af mineraler og reservoirets
der pumpes ned, men nede i reservoirets
øvrige egenskaber vil det være forskel­
porerum vil den indgå i flere forskellige
Mineralisering sker i hele området
ligt, hvor meget af CO
2
’en der bliver
processer (se figur 3 herover). Meget
af den vil relativt hurtigt blive opløst i
lagret på de forskellige former, og hvor
Fire forskellige lagringsmåder
porevandet på samme måde som CO
2
findes i en uåbnet cola. Noget CO
2
kan
over meget lang tid reagere med ustabile
mineraler i sandstenen eller lerstenen
og indgå i nye mineraler der afsættes i
porerummene.
hurtigt. Det er kun ved akkumulering,
at CO
2
’en er mobil og kan bevæge sig
opad mod overfladen, og den skal derfor
holdes tilbage af et overliggende lag
af tæt lersten. De øvrige tre processer
fastholder selv CO
2
’en i reservoiret. Over
tid vil mere og mere CO
2
undergå de tre
stabiliserende processer, og derfor bliver
lagringen endnu mere fast med tiden.
8
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
9
Illustratrion: Lykke Sandal, Geoviden, redigeret efter Geologisk Tidsskrift 2009 s. 6
lersten, hvor den begynder
at samle sig og fortrænge
vandet oppefra og ned, indtil
nedpumpningen stoppes (se
konceptuel tegning herover,
samt figur herunder). Reser-
voiret kan altså ses som en
omvendt skål, der fyldes til
kanten med CO
2
.
(se gult område herunder).
Resten har samlet sig i top-
pen (lysegråt område). Hvor
meget CO
2
, der demobilise-
res i små porerum, afhæng-
er af reservoirbjergartens
egenskaber. Nogle områder i
reservoiret har måske mindre
porerum end andre, så her
vil mere CO
2
blive hængende
tilbage.
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0006.png
CO
2
-lagring
Foto: COLOURBOX18900710
SEISMISK
UNDERSØGELSE
Ved at sende kraftige tryk-
bølger ned i jorden med
store stempler kan man
med en række følsomme
mikrofoner opfange de
bølger, der kastes tilbage
fra undergrunden. Da for-
skellige bjergarter kaster
bølgerne forskelligt tilba-
ge, dannes der et billede
af lagene i undergrunden.
områder i hvert fald er halvt
så gode som naturgaslagrer.
Derfor har vi brugt 40 procent
som lagringseffektiviteten i
kapacitetsberegningerne,”
forklarer hun.
”Nogle af sandstenslagene
vil uden tvivl vise sig at kunne
fyldes mere end 40 procent,
men der er måske også nogle,
som kan fyldes mindre. Derfor
er det det sikreste at gå ud fra
et middelestimat.”
nødvendig teknologi, der bør
udnyttes globalt.
”I 2020 har staten således
afsat 15 mio. kr. til forskning i
CO
2
-lagring i Danmark. Så nu
skal vi i gang igen, og have
opdateret screeningen af de
mulige danske CO
2
-lagrings-
områder med de nye data, vi
har fået siden dengang,” for-
tæller Karen Lyng Anthonsen.
M ØD E KS P ERT EN
Navn:
Karen Lyng Anthonsen
Stilling/arbejdsplads:
Geolog ved De Nationale
Geologiske Undersøgelser
for Danmark og Grønland
(GEUS).
Uddannelse:
Cand. Scient. i
Geologi, samt HD-enkeltfag
i Organisation og Projektle-
delse.
Arbejder med:
Primært
CO
2
-lagring og projektle-
delse. Jeg bruger meget
GIS (Geografisk Informati-
ons System) i mit arbejde,
som er et stærkt værktøj til
ressourcekortlægning, f.eks.
af hvor de bedst egnede
områder for lagring af CO
2
findes.
Jeg valgte den karriere,
fordi:
Jeg så et klip på TV
om, hvordan dinosaurerne
muligvis uddøde som følge
af et stort meteoritnedslag.
Jeg syntes, det var fanta-
stisk spændende, at der
var nogen, som forskede i,
hvad der skete på Jorden
for mange millioner år siden,
og hvordan vores klode har
forandret sig fra den, blev
dannet for ca. 4,5 mia. år
siden og frem til nu.
Mit arbejde er særligt
spændende, når:
Al min
viden bliver bragt i spil, når
man får spændende projekt-
resultater, der giver ny viden
og ideer til nye projekter, og
når man arbejder sammen
med et hold af rigtig gode
kolleger, både ved GEUS og
ude i verden.
Skal udpege to områder
Forskning på vågeblus
der i Syddanmark, i udtømte
olie-gasfelter i Nordsøen,
samt et stort område i Skager-
rak. Til sammen kan de om-
råder lagre omkring 22.000
Mt CO
2
,” fortæller hun. (Se
kortet på næste side.)
Udregning af kapacitet
I 2011 blev planerne for
CO
2
-lagring i Danmark dog
bremset, da man fra politisk
hold gerne ville vente og se,
hvordan det gik i andre lande
først. Det blev også besluttet,
at spørgsmålet om CO
2
-lag-
ring tidligst kunne tages op
igen i 2020.
”Efter 2011 var der derfor ikke
stor interesse for forskning i
CO
2
-lagring herhjemme. Men
vi har nu ikke ligget stille af
den grund,” fortæller Karen
Lyng Anthonsen.
DANMARKS UNDERGRUND
kan lagre 500 års CO
2
-udledning
Det er ikke plads, der mangler i den danske
undergrund, når det gælder lagring af den
CO
2
, samfundet udleder. Hvordan man kan
regne sig frem til det, kan du læse her.
Dybt under den danske muld
er der plads til at opbevare al
den CO
2
, det danske samfund
nogensinde har udledt. Og
mere til. Meget mere faktisk.
Beregninger viser at der er
plads til mere end 500 års
udledning på det nuværende
niveau, som er omkring 35
mio. ton (Mt) CO
2
årligt.
Karen Lyng Anthonsen er en
af dem, der har stået for at
lave beregningen. Hun er
geolog med speciale i sedi-
mentologi hos De Nationale
Geologiske Undersøgelser
for Danmark og Grønland
(GEUS). Som led i et stort
EU-projekt var hun og en
række kolleger fra GEUS i
løbet af 00’erne med til at
screene hele EU, herunder
Danmark, for egnede om-
råder til CO
2
-lagring. Samtidig
udregnede de estimater for,
hvor meget CO
2
de udvalgte
områder i Danmark vil kunne
indeholde.
”På den måde tog vi de
indledende skridt på vejen
til at se, om det overhovedet
gav mening at arbejde med
at lave CO
2
-lagre i Danmarks
undergrund. Det viste vores
undersøgelse, at det i høj
grad gjorde,” siger Karen
Lyng Anthonsen.
grund, som har et overliggen-
de lerstenslag, og flere steder
buler lagene op. Lige efter
forskrifterne for et CO
2
-lager.
”Vi identificerede i hvert fald
ti af den slags områder, der
ser ud til at kunne egne sig
som CO
2
-lager. Siden har
vi også estimeret en god
kapacitet i en række områ-
Danmarks samlede
CO
2
-udledning var i 2018
på omkring 35 mio. ton
(Mt). Cirka 10 Mt stammer
fra de 15 store punktkilder,
som kan ses på næste side.
Man kan regne sig frem til,
hvor meget CO
2
, der bør
kunne være i et område ved
at estimere, hvor mange
kubikmeter, der cirka er, og
hvor stor en del af det områ-
de, der er hulrum mellem
sandkornene. Typisk viser
det sig dog i praksis ikke
at være muligt at udnytte
samtlige af de små hulrum i
strukturen.
Det har blandt andet
vist sig i underjordiske
naturgaslagre rundt om
i verden, som opbevarer
naturgas, indtil der er brug
for den. Det foregår nemlig
mange steder i underjordiske
sandstensreservoir, fuldstæn-
dig som man kan gøre det
med CO
2
. Her har man kunnet
udnytte omkring 80 procent
af hulrummene til gaslagring.
Da man lagrer CO
2
efter sam-
me principper som naturgas,
har Karen Lyng Anthonsen
antaget, at nogenlunde sam-
me udnyttelsesgrad også må
gælde her.
”For at være på den sikre
side og ikke love for meget
har vi dog antaget, at de ti
Noget af det, forskerne skal
bruge tiden på i løbet af
2020, er blandt andet at gen-
nemgå gamle seismiske data
fra screeningsområderne.
Med nye computerprogram-
mer kan man nemlig gentolke
dem og få endnu mere præ-
cise oplysninger om, hvor der
er forkastninger, og hvordan
sandstens- og lerstenslagene
forløber i forhold til hinanden.
Herefter kan man lave
opdaterede modeller af
undergrunden og mere præ-
cise beregninger af lagrings-
kapaciteten de enkelte steder.
Vi identificerede i hvert fald
ti af den slags områder, der
ser ud til at kunne egne sig
som CO
2
-lager.
”I og med at vi i GEUS har
været en stor spiller i europæ-
isk sammenhæng på området
op gennem 00’erne, er vi
blevet inviteret med til en del
større og mindre projekter om
CO
2
-lagring fra udlandet. Her
har vi selvfølgelig været med
og bidraget med de data og
den ekspertise, vi nu engang
har opbygget.”
Siden da er klima rykket høj-
ere og højere op på dagsor-
denen samtidig med, at FN’s
klimapanel IPCC gentagne
gange har peget på, at fjern-
else af CO
2
fra atmosfæren og
lagring i undergrunden er en
Derudover skal der senere
formentlig laves en række
nye seismiske undersøgelser
på de steder, der viser sig at
være særligt interessante, for-
tæller Karen Lyng Anthonsen.
”Vi håber nemlig, at vi i løbet
af et eller to år kan pege
på i hvert fald to områder i
Danmark, hvor det vil give
mening at gå videre med
CO
2
-lagring, hvis det bliver
aktuelt.”
Efter planen skal Folketinget
tage stilling til CO
2
-lagringens
fremtid i Danmark i 2020.
Dansk sandsten
Den danske undergrund er
faktisk en af dem, der egner
sig bedst i hele Europa. Der
er nemlig udbredte sand-
stenslag i den danske under-
10
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
11
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0007.png
NORGE
C O
2
- L AG R I NGS KA PA CIT E T
I M I L L I O NER T O N ( M T )
CO
2
-lagring
GEOLOGISKE STRUKTURER
Undersøgte områder
Hanstholm
Gassum
Havnsø
Paarup
Rødby
Illustration: GEUS, redigeret af Lykke Sandal, Geoviden
2753
630
926
152
11039
162
3000
2000
22.183
1000
288
91
51
91
ST ØR ST E KIL DER T IL
CO
2
-UD LE D N ING (2 0 1 8 )
(FO SSI LE BR ÆND S LE R OG BI O MA S S E )
100.000 ton - 500.000 ton
500.000 ton - 1.000.000 ton
> 1.000.000 ton
Nye studier viser, at
området i Skagerrak
kan lagre 1000 Mt CO
2
.
Ikke undersøgte områder
Sandsten 800-3000 m
Olie-gasfelter
Stenlille*
Thisted
Tønder
Vedsted
Voldum
Syddanmark
Skagerrak
Sum
Olie-gasfelter
SVERIGE
HANSTHOLM
VEDSTED
* i brug som naturgaslager
Nordjyllandsværket
THISTED
Aalborg Portland
Siri feltet
Viborg
Kraftvarme
Mårbjergværket
PA A R U P
GASSUM
Verdo Produktion
Leca Danmark
Silkeborg
varme
VOLDUM
Studstrup-
værket
Syd Arne feltet
Herningværket
En nyere undersøgelse har vist, at der
sandsynligvis kan lagres 3000 Mt CO
2
i strukturer i Syddanmark udover Tønder
og Rødby.
Affaldscenter
Aarhus
I olie-gasfelterne kan
sandsynligvis lagres
2000 Mt CO
2
Tyra feltet
Gorm feltet
Halfdan feltet
Dan feltet
Asnæsværket
Esbjergværket
Energnist
Shell
Raffinaderiet
Skærbækværket
Fjernvarme Fyn
H AV N S Ø
Vestfor-
brændingen
Amagerværket
Amagerfor-
brændingen
H. C. Ørstedværket
Equinor
Refining
STENLILLE
ARGO
Avedøreværket
Køge
Kraftvarmeværk
Mulighedernes land
Her kan du få overblik over, hvor i Danmark der er sandsten i den rigtige
dybde, som buler op i den rigtige form, og måske endda er tæt på en af
landets store CO
2
-kilder. Mange af strukturerne er ikke undersøgt, men
de der er, giver en samlet CO
2
-lagringskapacitet på ca. 22.000 mio. ton.
12
GEOVIDEN
TØNDER
RØDBY
TYSKLAND
NR. 1 MARTS 2020
13
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0008.png
CO
2
-lagring
Når man bruger mange millioner kroner på at fange CO
2
og pumpe
den ned i undergrunden, vil man gerne være sikker på, at den bliver
der. Heldigvis yder CO
2
’en selv den garanti et langt stykke af vejen.
På et kontor i København
står en computerskærm, der
viser to billeder af en cylinder.
Den ene med mange røde
plamager, og den anden med
færre røde plamager (figur
6). Det ligner et udsnit fra
et gerningssted. Heldigvis
viser billederne noget langt
mere fredeligt, fortæller
ejermanden af kontor og
computerskærm, statsgeolog
og geokemiker Claus Kjøller
fra De Nationale Geologiske
Undersøgelser for Danmark
og Grønland (GEUS).
”De røde områder er hulrum
og revner i en cementkerne
før og efter, vi har ført CO
2
igennem den. Billede to viser,
at CO
2
’en har reageret med
cementen med det resultat, at
revnerne er fyldt ud.”
Det er ham, der sammen med
den norske Stiftelse for Indu-
striel og Teknisk Forskning
(SINTEF) har lavet forsøget,
som billederne er et resultat
af. Det gik ud på at støbe
små cementpropper ind i en
kappe af sandsten og scanne
dem i en særlig CT-scanner
før og efter at have pumpet
CO
2
igennem. Og hvorfor nu
al den snak om cement, kan
man spørge. Fordi de rør, der
sender CO
2
ned i et under-
jordisk CO
2
-lager, er et af de
steder, hvor der kan være
risiko for, at CO
2
’en siver op
og ud (figur 5). Derfor fylder
man cement udenom røret,
som også i sig selv er pakket
ind i flere isolerende lag.
Dog er det en kendt sag, at
cementen i sådan nogle bore-
huller godt kan få små revner
Små rystelser og sætninger i under-
grunden kan skabe revner i cementen.
Her kan CO
2
fra reservoiret trænge
ind.
Cementlagene uden om rørledning-
en virker som foring mellem røret
og de omkringliggende bjergarter.
Nede i selve reservoiret vil det
typisk være sandsten, men der kan
være varierende bjergarter under-
vejs. Oven på sandstensreservoiret
ligger et tykt lag lersten, og her er
det særligt vigtigt, at cementforseg-
lingen er tæt.
Figur 5
”
Foto: Lykke Sandal, Geoviden
Calcitten sætter sig i
de revner og sprækker,
der eventuelt opstår,
så de bliver lukket.
og sprækker med tiden, og
derfor kunne man have sin
tvivl omkring, hvorvidt den
faktisk holder CO
2
’en fanget i
reservoiret.
”Mange forsøg før vores har
dog vist, at det er en ube-
grundet bekymring,” siger
Claus Kjøller.
”Cement er meget reaktivt
med CO
2
og danner blandt
andet kalkforbindelsen
calcit eller calciumkarbonat
(CaCO
3
). Calcitten sætter sig
i de revner og sprækker, der
eventuelt opstår, så de bliver
lukket.”
Forsøget med cementprop-
perne i CT-scanneren skulle
imidlertid gøre forskerne
klogere på, hvad der helt
præcis sker, når CO
2
’en fylder
hullerne ud.
”Vi vidste, at det skete, men
vi vidste ikke 100 procent,
hvordan det skete. Altså rent
kemisk, men også hvordan
det rent visuelt så ud inde
i cementen. Det kunne
vi vise med den nye type
CT-scanner, der kan scanne
stenprøver og genskabe dem
fuldstændig i 3D,” fortæller
Claus Kjøller.
3D-REKONSTRUKTION AF CEMENTPRØVE
CT-scanning af cement
CO
2
’en i de underjordiske
reservoirer forsegler altså selv
de potentielle flugtveje til
overfladen, der skulle opstå
ved rørledningen. I princippet
minder det lidt om en vand-
hane, der tilstoppes af kalk.
Forskerne kalder fænomenet
for ’cement-selvheling’.
Illustration: Malin Torsæter, SINTEF
FØR
EFTER
3D-rekonstruktion af en
cementprøve før og efter,
at den blev udsat for CO
2
.
Det massive røde område
på prøven til venstre viser
den revne, der gennemlø-
ber cementen, inden der
blev tilsat CO
2
. Til højre er
kun de naturlige hulrum
i cementen tilbage og
revnen er væk.
Figur 6
14
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
15
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden, redigeret efter Celia et al., Quantitative Estimation of CO
2
Leakage from Geological Storage, ICGGCT (2004)
CO
2
forsegler selv
mulige flugtveje fra
undergrunden
FORSIMPLET TVÆRSNIT AF CO
2
-RØR MED CEMENTFORING
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0009.png
CO
2
-lagring
Figur 7
Cementprøverne der blev tilovers fra forsøget
med CO
2
. De er indstøbt i sandsten,
der skal imitere forholdene i et CO
2
-reservoir.
PROJEKT BIGCCS
Projektet med måling af
den selvhelende cement-
forsegling er en del af
det store norsk-ledede
projekt BigCCS, som kør-
te mellem 2009 og 2017
blandt andet med støtte
fra den norske stat på
1 mia. kr. Projektet skulle
undersøge en hel masse
aspekter af videre-
udvikling og forståelse
af Carbon Capture and
Storage (CCS), herunder
CO
2
’ens helende
evner i cementforsegling-
en i borehullerne.
”
Noget måtte altså være
sket med stenen, og det
kunne vi se ved at scanne
kernen.
altså porøsiteten, var gået
fra 0,8 til 0,5 procent på de
blot fem dage, forsøget tog.
Det betød blandt andet, at
cementens evne til at lede
vand og/eller CO
2
var næsten
halveret.
”Det går altså meget hur-
tigt, og det betyder, at de
revner, der eventuelt opstår i
cementen langs røret hurtigt
vil blive fyldt ud af udfældede
mineraler fra CO
2
-reaktionen.
Dog vil processen blive lang-
sommere og med tiden gå i
stå,” fortæller Claus Kjøller.
Derfor er det altså ikke en
reaktion, der begynder at på-
virke selve cementforsegling-
en som helhed, det vil holde
sig til kanter og sprækker. Til
gengæld mangler man stadig
at finde ud af, hvor grænsen
går for den selvhelende reak-
tion, lyder det fra forskeren.
”Mig bekendt har man endnu
ikke lavet forsøg, der viser
præcis hvor store sprækker
CO
2
’en kan forsegle og sat
den sammenhæng på formel.
Vi har ikke selv haft midler til
at lave det, men det er klart
noget, der ville være godt
at få afklaret. Selvom der er
mange sikkerhedsforanstalt-
ninger ved CO
2
-lagring, der
forhindrer, at der opstår store
revner, så er det jo godt at
være forberedt på scenariet.”
M ØD E KS P ERT EN
Navn:
Claus Kjøller
3 cm
blevet lavere. Noget måtte
altså være sket med stenen,
og det kunne vi se ved at
scanne kernen. Området, der
før var næsten helt rødt og
viste revnen gennem cement-
en, var næsten helt væk efter
forsøget,” fortæller han.
Stilling/arbejdsplads:
Stats-
geolog (chef) for Afdeling for
Geokemi ved De Nationale
Geologiske Undersøgelser for
Danmark og Grønland (GEUS)
Uddannelse:
Civilingeniør
med speciale i hydrogeologi
(1997) og ph.d. i grundvands-
geokemi (2001)
Arbejder med:
At understøt-
te den faglige udvikling af
afdelingen og de mennesker,
der er ansat her. Rent fagligt
arbejder vi med de geoke-
miske og mikrobiologiske
processer i alt fra kvaliteten af
grund- og drikkevand til studi-
er af den dybe undergrund.
Jeg valgte den karriere,
fordi:
Jeg valgte studiet som
miljøingeniør, fordi jeg havde
flair for matematik og fysik
og samtidig interesserede
mig for miljø. At jeg i dag er
statsgeolog ved GEUS er en
kombination af tilfældigheder
og bevidste valg, men det er
det ideelle job for mig, fordi
det giver mig mulighed for
at kombinere min lyst til at
arbejde med mennesker med
et arbejde med et højt fagligt
indhold.
Mit arbejde er særligt spæn-
dende, når:
Vores forskning
er med til at gøre en forskel,
hvad enten det handler
om at understøtte særlige
teknologier som geotermi
og CO
2
-lagring eller at sikre
rent grund- og drikkevand til
fremtiden.
4,5 cm
Hurtig reaktion
Inden forsøgets start blev
cementprøverne støbt ind
i sandsten for at imitere
forholdene nede i borehullet,
hvor cementforseglingen
ligger tæt ud mod under-
grunden, som i et CO
2
-lager
ofte vil være sandsten (figur
7). Han vender sig og griber
det, der viser sig at være en
cement-sandstensprøver,
der svarer til dem, der blev
fremstillet til forsøget. Der står
tre af dem opstillet i vindues-
karmen sammen med en snes
andre sten.
”Du kan se her, at der er
små revner i cementen. Det
er revner som dem, der i
teorien kunne være kilde til
udsivning fra lageret. Vi fik
dem CT-scannet før og efter
forsøget, så vi kunne se nøj-
agtig, hvad der skete, når der
blev tilsat CO
2
.”
Kernerne blev sat ind i et rør i
forsøgsopstillingen, der sæt-
tes under tryk og temperatur,
som efterligner de forhold,
der vil være i den dybe under-
grund i et potentielt CO
2
-
lager. Derpå sendte Claus
Kjøller og hans kollegaer en
efterligning af det salte,
underjordiske vand igennem
cementkernen efterfulgt
af CO
2
. Det gjorde de fem
gange, imens de målte på ud-
Foto: Lykke Sandal, Geoviden
3,8 cm
Udover 3D-konstruktionen af
cementkernerne, fik forskerne
også en række tværsnits-
billeder fra CT-scanningen.
Her kunne man tydeligt se,
hvordan den tredelte revne
gennem cementen efter
forsøget var blevet fyldt med
calcit (se figur 8). Målingerne
viste blandt andet, at procent-
delen af hulrum i cementen,
vikling i tryk og den kemiske
sammensætning i det vand,
der kom ud på den anden
side.
”Målingerne viste tydeligt, at
for hver gang vi havde sendt
CO
2
gennem prøven, blev
det efterfølgende sværere for
vandet at trænge igennem.
Der skulle højere tryk til at
presse det igennem, det vil
sige, at permeabiliteten var
CT-SCANNING AF CEMENTKERNE
Figur 8
FØR
EFTER
KEMISK REAKTION DER DANNER CALCIT
1. CO
2
opløses i porevandet og danner kulsyre: CO
2
+ H
2
O
↔
H
2
CO
3
↔
2H
+
+ CO
32-
2. Kulsyren opløser cementens portlandit (Ca(OH)
2
) og calcium-silika-hydrat (C-S-H), og det danner frie kalciumioner (Ca
2+
):
Ca(OH)
2
+ H
-
↔
Ca
2+
+ OH
-
+ H
2
O (CaO)
x
+ (SiO
2
)
y
+ (H
2
O)
z
+ (x+2
y
)H
+
↔
xCa
2+
+ (SiO
2
)
y
+ (OH
-
)
x + 2y
3. De frie CO
3
og Ca -ioner danner tilsammen calcit (CaCO
3
).
2-
2+
Boks 1
Inden forsøget fremstår den tredelte
revne tydeligt i cementkernen.
Efter cementprøven er
gennemskyllet med CO
2
, er
revnen blevet fyldt ud med
calcit.
Foto: Malin Torsæter SINTEF
16
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
17
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0010.png
CO
2
-lagring
3D­simulering af
Vedsted­strukturen
der viser dens
rumlige udformning
i undergrunden.
Strukturens top ligger
1750 meter under
jordoverfladen.
Den røde streg viser
en virtuel CO
2
­brønd.
(injektion).
Ifølge de foreløbige modeller
egner Vedsted-strukturen sig
glimrende til CO
2
-lagring.
ler egner Vedsted­strukturen
sig glimrende til CO
2
­lag­
ring,”siger han.
I simuleringen regnede
forskerne blandt andet med
en tilførsel (injektion) af en
mio. ton CO
2
til lageret om
året i 30 år. Hvilket svarer
omtrent til den mængde, der
formentlig ville have været
aktuel, hvis værket var blevet
en realitet.
"Her spredte CO
2
'en sig fint i
sandstenen over tid.”
Analysen gælder dog kun for
lagring via en enkelt brønd.
Med flere brønde placeret i
forskellige dele af lagret kan
man udnytte lagerets kapaci­
tet bedre, uddyber han. For­
mentlig vil der i så fald kunne
lagres over 150 mio. ton CO
2
i
Vedsted­strukturen. Det svarer
til hele Danmarks samlede
udledning i cirka fire år.
ny. Det forklarer Peter
Frykmans kollega,
reservoiringeniør Car­
sten Møller Nielsen,
også fra GEUS. Han
var nemlig hoved­
ansvarlig for selve
simuleringen tilbage i
00’erne. Han forklarer, at han
har genskabt simuleringen af
CO
2
’ens fordeling efter seks
forskellige tidsperioder.
snit, hvor injektionsrøret er
placeret (figur10). Farverne
indikerer CO
2
­mætning, hvor
blå er ingen CO
2
, og rød be­
tyder høj mætning med CO
2
.
De viser for eksempel, at når
injektionen stoppes efter 30
år, og brønden forsegels, er
CO
2
'en stadig samlet i toppen
1000 år efter.
"Andre simuleringer viser, at
CO
2
'en samler sig i toppen
allerede 50­100 år efter
injektionen stoppes, men
simuleringen her viser så bare,
at den bliver der. Også efter
1000 år,” siger han.
Se resten af simuleringerne
med tilhørende forklaring på
næste side. Simuleringerne vi­
ser den CO
2
, som findes som
gas, men ikke den CO
2
der er
opløst i vandet, eller som har
interageret med sandstenen
og dannet nye mineraler (læs
mere s. 7-9).
Illustration: Carsten Møller Nielsen, GEUS
Dybde under
terræn (m)
-1600
-1700
-1800
-1900
-2000
-2100
-2200
-2300
-2400
-2500
-2600
-2700
Fin fordeling i lagene
Selvom den oprindelige Ved­
sted­model ikke har ændret
sig meget siden det første
projekt i 00'erne, så er der
undervejs ændret lidt i de
parametre, der bruges til at
beskrive CO
2
’ens egenskaber
og processerne under injek­
tionen. Derfor er simulering­
erne siden blevet udført på
”Der er simuleret efter injek­
tion (nedpumpning) med CO
2
i henholdsvis 6 måneder, 10
år og 30 år. Da det også er
relevant, hvad der sker efter
endt injektion har vi også
simuleret 10, 50 og 1000 år
efter, at man vil have lukket
anlægget,” fortæller Carsten
Møller Nielsen.
Simuleringerne kan blandt an­
det ses som et tværsnit (profil)
af strukturen, hvor farverne
afslører CO
2
­mætningen i det
Figur 9
Nordjysk undergrund
kan lagre en mio. ton
virtuel CO
2
om året
1750 meter nede i under­
grunden vest for Aalborg lig­
ger en formation af sandsten,
som er det tætteste, Danmark
hidtil er kommet på at få et
CO
2
­lager. I 2011 blev projekt­
et dog lagt på is af firmaet
bag, svenske Vattenfall, på
grund af uafklarede politiske
forhold om teknologiens
fremtid i Danmark.
”Inden da nåede vi dog at
lave en lang række beregnin­
ger på, hvordan lagringen af
CO
2
sandsynligvis ville være
forløbet, hvis anlægget var
kommet op at køre,” fortæller
seniorforsker i reservoirgeolo­
gi Peter Frykman fra De Nati­
onale Geologiske Undersøgel­
ser for Danmark og Grønland
(GEUS). Han var med på det
hold af forskere, der dengang
Illustration: Carsten Møller Nielsen, GEUS
CO
2
-mætning
Høj mætning
af CO
2
Lav mætning
af CO
2
Under injektionen
pumpes CO
2
'en ned
i hele strukturens
dybde via huller i
brønden.
CO
2
-injektion
Simuleret tværsnit af Vedsted­strukturen med
en injektionsbrønd placeret på flanken. Farver­
ne indikerer CO
2
­mætning, med blå som ingen
mætning og rød som høj mætning. Her ses
fordelingen af CO
2
1000 år efter, at injektionen
er stoppet.
2600 m
Etablering af et CO
2
-lager kræver års analyser
og undersøgelser, der viser, hvordan CO
2
’en
vil fordele sig i undergrunden. Flere analyser
lovede godt for et område i Nordjylland, men
projektet forblev på tegnebrættet.
fik til opgave at simulere,
hvordan CO
2
’en ville fordele
sig i undergrunden i det givne
område, kaldet Vedsted­struk­
turen. Simuleringerne lavede
de ved at opbygge virtuelle
3D­modeller af området (se
figur 9).
”På den måde kan man teste
forskellige forhold, og bl.a. se,
hvordan man bedst pumper
CO
2
’en derned, i hvilket
tempo og hvor meget der er
plads til.”
ønsket og forbliver i reservoir­
et, kan man søge tilladelse til
at lave yderligere målinger i
området. Er de også positive,
kan man søge den faktiske
tilladelse til at opføre og drive
anlægget.
Vedsted­strukturen havde alt­
så stadig lang vej til CO
2
­lag­
ringen, da det kun var første
omgang simuleringer, der
blev lavet. De så til gengæld
fornuftige ud, fortæller Peter
Frykman. Selvom han under­
streger, at de på det stadie
stadig er usikre.
”Ifølge de foreløbige model­
Ingen CO
2
320 m
CO
2
'en har samlet sig i toppen,
hvor koncentrationen er høj.
Lovende begyndelse
Hvis modellerne viser, at
CO
2
’en fordeler sig som
En del af CO
2
'en
er blevet fanget i
små porerum, hvor
den bliver, selv
efter 1000 år.
Figur 10
Den blå farve viser områder helt uden CO
2
, så her er
porerummene 100 % fyldt med vand. Andre målinger
viser, at strukturen indeholder flere lerede lag, hvilket
ses som blå bånd i simuleringen, hvor CO
2
’en ikke kan
trænge igennem. Det tykkeste lerlag er over 100 m tykt
og deler reservoiret op i en øvre og nedre afdeling.
18
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
19
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0011.png
CO
2
-lagring
CO
2
i Vedsted-strukturen
i teoretisk nutid og fremtid
Her viser en 3D­simulering i seks tidsnedslag, hvordan CO
2
pumpet ned i Vedsted­strukturen vil
fordele sig både under og efter injektion set i profil og ovenfra. Det er simuleringer som disse, der
indikerer, om et område kan bruges som CO
2
­lager, da de blandt andet kan vise, om gassen forbliver
fanget på lang tidsskala. Vedsted­strukturen så ud til at opfylde det krav, selv efter 1000 år.
Simuleringerne af CO
2
'ens fordeling
i Vedsted-strukturen har taget ca.
fem døgn at generere pga den store
mængde data og lange tidsskala.
UNDER INJEKTION
6 måneders injektion
Figur 11
EFTER INJEKTION
10 år efter endt injektion
D
Struktur i profil:
Efter seks måneders injektion
med CO
2
er mætningen med CO
2
i størstede-
len af strukturen stadig nul (blå farve). Kun lige
omkring røret, hvor CO
2
’en pumpes ned, er
mætningen stigende, om end stadig lav (svagt
gul-grønne farver).
Struktur set ovenfra:
CO
2
’en fordeler sig
jævnt omkring røret i starten, da det pumpes
ned under højt tryk, som sender CO
2
’en ud i
alle retninger i sandstenen.
A
CO
2
-INJEKTION
CO
2
-INJEKTION
Struktur i profil:
Efter 30 års injektion har lageret
nu været forseglet i 10 år. Uden ny tilførsel af CO
2
er mætningen omkring røret faldet (grønlige
farver), fordi CO
2
’en efterhånden vandrer opad
(røde farver). De grønne områder viser den mæng-
de CO
2
, der er fanget i de små porerum og ikke
kan stige videre op sammen med resten.
Struktur set ovenfra:
Afmætningen omkring røret
ses fra toppen som en rand af gule og grønne
farver, der breder sig fra randen omkring røret. Der
er stadig en stor udbredelse af høj CO
2
-mætning
omkring toppen på strukturen (rødt område).
STRUKTUR I PROFIL
STRUKTUR SET OVENFRA
Struktur i profil:
Koncentrationen af CO
2
i
sandstenslagene er nu betydeligt højere i
strukturen (rødlige farver). CO
2
’en stiger opad
i reservoiret, da den er lettere end porevand-
et, og det ses på de aflange røde felter, der
bevæger sig mod toppen. Pga. det høje
tryk i røret, mases noget af CO
2
’en også et
stykke ned ad bakke i sandstenen, før trykket
udlignes.
Struktur set ovenfra:
På grund af CO
2
’ens
opstigning kan det nu også ses fra toppen, at
det CO
2
-fyldte område bliver mere langstrakt.
10 års injektion
B
50 år efter endt injektion
Struktur i profil:
50 år efter endt injektion be-
finder det meste af den injicerede CO
2
sig i top-
pen under lerlaget (rød farve), og ned mod røret
sidder næsten kun den CO
2
tilbage, der er fanget
mellem sandkornene (grøn farve).
Struktur set ovenfra:
Fra toppen ses også en til-
tagende lav koncentration hen mod røret (gullige
farver), som dog stadig er lidt højere her i toppen,
netop fordi CO
2
’en søger opad. Samtidig dækker
CO
2
’en i toppen nu et mindre areal, da den er
tiltagende koncentreret om det højeste punkt.
E
Struktur set ovenfra:
CO
2
’en er nået toppen,
hvor den nu også fylder et væsentligt større
areal. CO
2
-skyen er nu mere jævnt fordelt
ved toppen af lageret fremfor at være jævnt
fordelt omkring røret, som det var tilfældet
i starten.
Struktur set ovenfra:
I det øverste lag af
strukturen er det nu også kun den fangne CO
2
,
der sidder tilbage hen mod røret (grøn), og al
den frie CO
2
er nu samlet i toppen (rød). Med
tiden vil en tiltagende andel af den danne nye
mineraler og blive en fast del af sandstenen.
20
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
21
Illustration: Carsten Møller Nielsen, GEUS
Struktur i profil:
Efter 30 år har CO
2
’en nået
toppen af reservoiret, men fordi der stadig
tilføres ny CO
2
, er mætningen omkring røret
stadig høj.
30 års injektion
C
1000 år efter endt injektion
Struktur i profil:
Efter 1000 år uden injektion
har al den bevægelige CO
2
samlet sig i toppen
(rød farve), og den CO
2
, der blev fanget i de
små porer på vej mod toppen, sidder der stadig
(blågrøn).
F
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0012.png
CO
2
-lagring
GLOBAL
LAGERSTATUS
Der lagres allerede CO
2
i undergrunden på alle
kontinenter, undtagen Antarktis. Cirklerne giver et
overblik over anlæggenes placering og skala, mens
farver og tal er estimater for, hvor mange mia. ton de
enkelte verdensdele kan lagre.
Figur 12
LYNLAGRING
På Island har et forsknings-
projekt vist, at den vulkanske
basalt-undergrund er yderst
velegnet til at lagre CO
2
.
Efter bare et år var over 95 %
af den CO
2
, forskerne havde
pumpet ned i undergrunden,
blevet til faste kalkmineraler.
I bjergarter som sandsten
tager det typisk flere hund-
rede år.
VERDENS FØRSTE ANLÆG
Norge har to storskalaanlæg,
Sleipner og Snöhvit. Begge er
koblet til naturgasproduktion,
hvor de filtrerer og genlagrer
CO
2
fra den naturgas, der
pumpes op. Sleipner er det
første storskalaanlæg i verden
bygget på havet og kom i drift
i 1996. Tilsammen har de to
anlæg hidtil lagret ca. 22 mio.
ton CO
2
.
N UVÆ R EN DE O G K O M M EN D E AN LÆG
STATUS FOR 2019
STOR SKALA >400.000 TON CO
2
/ÅR.
STORSKALAANLÆG I DRIFT
ELLER UNDER KONSTRUKTION
STORSKALAANLÆG
UNDER PLANLÆGNING
AFSLUTTET STORSKALAANLÆG
LILLE SKALA <400.000 TON CO2/ÅR.
PILOT- OG DEMONSTRATIONSANLÆG I DRIFT
ELLER UNDER KONSTRUKTION
PILOT- OG DEMONSTRATIONSANLÆG
UNDER PLANLÆGNING
AFSLUTTET PILOT- OG DEMONSTRATIONSANLÆG
TESTCENTER
200
200–430
FLEST ANLÆG
USA er den nation, der lagrer mest
CO
2
. Ti ud af verdens nuværende 19
storskalaanlæg ligger her og årligt
pumper USA 25 mio. ton CO
2
ned i
undergrunden. Det er også i den ame-
rikanske undergrund, at geologien ser
ud til at kunne lagre mest CO
2
- helt
op til 21.000 mia. ton. FN's klimapanel
anslår, at der i år 2100 skal være fjer-
net og lagret ca. 1.200 mia. ton CO
2
for at nå klimamålene, så teoretisk er
der rigelig plads under USA.
CO
2
NED, OLIE OP
Langt størstedelen af anlæggene vist her er bygget for at øge udvind-
ingen af olie eller gas. Metoden kaldes EOR (Enhanced Oil Recovery),
og er grunden til, at man startede med at forske i CO
2
-lagring. CO
2
gør
nemlig olie mere flydende, så de rester, der ellers sad fast i porerumme-
ne, kan pumpes op. Der er dog flere anlæg på vej, der ikke er tilkoblet
olie-gas-indvinding, som altså bliver rene CO
2
-lagringsanlæg. Ved
EOR-processen anslås det, at omkring 90 % af CO
2
'en, man pumper
ned, bliver i reservoiret. Derfor er der hidtil på verdensplan lagret om-
kring
260 mio. tons (Mt) CO
2
, alle metoder inklusiv.
NORDSØEN
300
1.210–4.130
140
2.000–21.000
1–5
100
5–30
47–63
9
5–25
100
12
23
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden, Global CCS Institute Global status report of CCS 2019
7
2.000
GLOBAL LAGRINGSKAPACITET
ESTIMERET I MIA. TON (GT)
LAV USIKKERHED PÅ ESTIMAT
MEDIUM USIKKERHED PÅ ESTIMAT
HØJ USIKKERHED PÅ ESTIMAT
MEGET HØJ USIKKERHED PÅ ESTIMAT
DATA MANGLER
2–228
150
220–410
CO
2
-LAGER OG OLIEFELT I ET
Brasilien har et storskalaanlæg i havet ud
for Rio de Janeiro ved navn Petrobas Santos
Basin. Anlægget kan pumpe op til 3 mio. ton
CO
2
ned årligt, men det gøres primært for at
udvinde mere olie, som det indtil videre typisk
er tilfældet.
VERDENS STØRSTE ANLÆG
Verdens hidtil største anlæg
blev indviet i august 2019 vest
for Australiens kyst. Anlægget
hedder Gorgon og kan ved fuld
kapacitet pumpe op til 4 mio.
tons CO
2
ned om året. Anlægget
er ligesom i Norge koblet til
naturgasproduktion, hvorfra
CO
2
'en filtreres og lagres.
16
22
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
23
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0013.png
CO
2
-lagring
Hvordan står
det til med
CCS globalt
Der er mange fordele ved at fange og
lagre CO
2
i undergrunden, men CCS-
anlæg til Carbon Capture and Storage
er stadig et sjældent syn. Så hvorfor
lagrer vi ikke mere CO
2
?
CCS NUTID
En række studier foretaget på
omkostninger for CCS koblet til
kulkraftværker viser, at prisen pr.
ton fanget og lagret CO
2
i de
seneste år er gået fra over
650 kr.
til omkring
440 kr.
650kr
D I R E K T E FA N G S T
De anlæg, der lige nu fanger CO
2
direkte fra den frie luft i stedet
for røggas fra store CO
2
-kilder,
er dyrere, da koncentrationen af
CO
2
er langt mindre. Her er prisen
omkring
4000 kr.
pr. ton CO
2
på
de eksisterende anlæg.
600kr
NØDVENDIG STIGNING I
ANTAL CCS-ANLÆG 2019-2040
Der bygges forsvindende få nye CCS-anlæg i forhold
til, hvor mange der skal til for at nå Paris-målsætning-
en. Det Internationale Energiagentur (IEA) anslår, at
der skal være mindst 2000 anlæg i stor skala i drift i
2040, for at vi har en chance for at nå målet. I 2019
var der 19 aktive storskalaanlæg og fire under kon-
struktion. På verdensplan skal der altså i gennemsnit
bygges mindst 95 nye anlæg om året
i de næste
to årtier, for at kunne nå det mål.
500kr
DET ER BILLIGERE AT FORURENE
Når nu CCS er en velafprøvet og miljøvenlig måde at
fjerne CO
2
fra atmosfæren på, hvorfor bliver der så ikke
opført flere CCS-anlæg? Det korte svar er, at det stadig
er billigere at lade være, som grafen her viser.
I EU er afgiften på et ton udledt CO
2
i skrivende stund på
ca. 190 kr., og samme mængde CO
2
indfanget og lagret
ved CCS-teknologien koster over det dobbelte, nemlig
440 kr. (bredt estimat).
Der forskes hele tiden i at gøre teknologien billigere, og
for hvert nyt anlæg, der bygges, kan erfaringer derfra
hjælpe nye anlæg til at skære på omkostningerne. Pt er
det dog stadig langt billigere for det enkelte firma at
gøre ingenting.
Tænketanken Global CCS Institute fremhæver derfor i
en statusrapport for 2019, at en mulig løsning er at hæve
den politisk fastsatte pris på udledt CO
2
, give skattefor-
dele eller andre økonomiske tiltag, der gør, at CCS bliver
et mere attraktivt valg.
Figur 13
440kr
NEGATIV UDLEDNING ER NØDVENDIG
400kr
Omkring 80 % af den
globale energiproduktion
kommer i dag fra fossile
brændsler. Det er samme
andel som for 50 år siden.
I 2015 udgav FN’s inter-
nationale klimaråd (IPCC)
en rapport, der viste,
hvad det ville kræve, hvis
vi skal holde den globale
temperaturstigning i år
2100 under 2°C, som
det blev vedtaget ved
Paris-topmødet i 2015.
Konklusionen var bl.a., at
det
ikke længere er nok at reducere CO
2
-udledningen.
Vi er også nødt til aktivt at fjerne CO
2
fra atmosfæren, også
kaldet negativ udledning. Ellers vil der stadig være så stor en
mængde CO
2
, at temperaturstigningen vil overstige de 2°C.
Her blev CCS-teknologien nævnt som et nødvendigt middel til
at nå i mål, f.eks. via CCS tilknyttet biomasseanlæg.
EU Kommissionen har da også udpeget CCS som et
ud af syv nødvendige værktøjer henimod et klima-
neutralt EU i 2050 og afsat 75 mia. kr. i støtte til
udvikling og drift af CCS i de næste ti år.
Det tager gerne mellem fire og seks år at bygge et
CCS-anlæg.
P R I S E N PÅ 1 T O N C O
2
Med de nye, mere effektive tekniske
løsninger, der hele tiden opfindes,
forventes anlæg, der står færdige
i 2024-2028, at kunne fange og
lagre et ton CO
2
for ned til
222 kr.
Fremover forventes prisen kun at falde
yderligere.
CCS FREMTID
2500
300kr
2000
1500
1000
M
.
in
95
ny
e
a
æ
nl
g
å
pr
r
AFGIFT
I EU ligger afgiften på et ton
udledt CO
2
i starten af 2020
på omkring
190 kr.
Det er
en høj pris i forhold til årene
2012-2018, hvor prisen lå
mellem
23 og 70 kr.
222kr
190kr
200kr
500
0
2020
2025
2030
2035
2040
FOSSIL ENERGI FORSVINDER IKKE I MORGEN
70kr
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden
100kr
70kr
Ikke alle lande er økonomisk eller strukturelt
i stand til at lave den grønne omstilling fra
fossil energi til vedvarende energi, som det
vil kræve at nå Paris-målsætningen. I hvert
fald ikke så hurtigt, som det kræves. Blandt
andet derfor er det uundgåeligt, at der i
mange år frem vil blive
afbrændt olie, kul
og gas i et eller andet omfang.
Her kan fangst og lagring af CO
2
fra kraft-
værker og industri være en mulighed for at
sikre, at der i det mindste udledes så lidt
CO
2
som muligt.
23kr
23kr
24
GEOVIDEN
Kilder: IPCC, IEA, The EU Emission Trading System, Global CCS Institute ’Global status of CCS 2019’; EU’s ‘A Clean Planet for all - A European strategic long-term vision for a prosperous, modern, competitive and climate neutral economy’
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0014.png
CO
2
-lagring
"De fossile brændslers eksistens
beviser, at undergrunden kan
opbevare CO
2
i millioner af år"
de menneskeskabte klimaforandringer er
vi nødt til at få fjernet en stor del af det
fossile kulstof fra atmosfæren og sende
det tilbage, hvor vi fandt det – i under-
grunden.”
Kan man lagre al den CO
2
verdenssamfundet udleder?
”Teoretisk set ja. I og med at vi har hevet
CO
2
’en op fra undergrunden i form af
olie, kul og gas, må der jo være plads til
at komme den derned igen. Det viser alle
udregninger også. Rent praktisk vil det
dog kun være CO
2
fra store CO
2
-kilder
som industri og energiproduktion, det
kan lade sig gøre at samle op. Processen
med at fange og lagre CO
2
kræver en op-
stilling af pumper, rør osv., som ikke giver
mening at sætte op på hvert gadehjørne,
på personbiler osv. Det er også ved at
fokusere på de største kilder, at man får
langt den største klimaeffekt.”
Kan man være sikker på, at CO
2
’en
bliver i undergrunden?
”Ja, det kan man. Igen kan man fremhæ-
ve CO
2
’s fortid som olie, kul og gas. Alle
de fossile brændsler har ligget i under-
grunden i millioner af år. Faktisk findes de
kun, fordi de har ligget isoleret i jorden
og er blevet udsat for tryk og varme så
længe, som de er. De fossile brændslers
eksistens beviser, at undergrunden kan
opbevare CO
2
i millioner af år. Desuden
er der detaljerede specifikationer og
krav fra bl.a. EU om, at man på forhånd
laver en lang række målinger, analyser og
beregninger af geologien i undergrund-
en, så man finder det sted, der egner sig
allerbedst til at lagre CO
2
uden, at det
kan slippe op igen.”
Er det farligt, hvis CO
2
'en siver op til
overfladen igen?
”Nej. Skulle der ske udsivninger, er
det værste sådan set, at CO
2
'en igen
medvirker til klimaforandringer. Sker der
en stor og brat udsivning til en lavning
i terrænet, kan det fortrænge ilten,
hvilket kan medføre kvælning for dyr eller
mennesker, der opholder sig lige netop
der. Det er dog et ekstremt usandsynligt
scenarium, både fordi store udslip af CO
2
ville være usandsynlige i sig selv, fordi
opstigningen fra undergrunden vil ske
meget langsomt gennem små porerum
eller sprækker, men også fordi man hur-
tigt ville kunne måle, at der var en læk og
få den lukket. Der skal nemlig også fore-
gå overvågning af lageret både under og
efter nedpumpningen. Der er veldefiner­
ede afværgeforanstaltninger, der kan
tages i brug, hvis det usandsynlige skulle
ske. Sidst men ikke mindst ville en stor
mængde CO
2
lynhurtigt blive spredt af
vinden. Mange steder i verden siver der
CO
2
o
p fra undergrunden hele tiden på
grund af vulkansk aktivitet uden at man
gør noget stort nummer ud af det.”
Kan store mængder CO
2
samlet på ét
sted skade undergrunden på nogen
måde?
”Potentielt ja, men i praksis nej. For at
pumpe CO
2
ned i reservoiret er man nødt
til at gøre det under tryk. Der er højt tryk
i den dybe undergrund, og hvis man skal
have fordelt CO
2
’en ud i jorden, skal tryk-
ket i røret altså være højere end omgiv-
elserne. Er det for højt, kan der komme
grundvandsmagasiner, men boringen er
foret og isoleret med op til flere forskel-
lige lag, der sikrer, at intet siver hverken
ind eller ud. Skulle der ske en uventet
lækage, opdager man det lynhurtigt,
da røret også er udstyret med en masse
målesystemer, der overvåger nedpump-
ningsprocessen.”
Hvad bliver der af alt det vand, som
CO
2
’en fortrænger i undergrunden?
”En del af CO
2
’en opløses i vandet, så
der både er plads til CO
2
og vand i pore-
rummene. Med tiden sker det for en stor
del af CO
2
’en. Resten af vandet fordeler
sig lige så stille videre ud i undergrund-
en, som er så enorm stor, at der er rigelig
plads til lidt ekstra vand. Det er jo ikke
et lukket rum, man pumper CO
2
’en ned
i, kun opadtil i det område, reservoiret
ligger. Vandet kan strømme både nedad
M ØD EKSPE RTEN
Navn:
Lars Henrik Nielsen
Det er et faktum, at vi ikke bliver
fri for olie, kul og gas i morgen.
sprækker i bjergarten. Inden man vælger
et sted at etablere et CO
2
-lager vil man
altid beregne bjergartens brudstyrke på
forhånd. Det vil sige det tryk, der skal til,
for at stenen sprækker. Er brudstyrken
for lille, laver man ikke lageret og finder
et sted med en højere brudstyrke, der
er væsentligt højere end det tryk, der er
nødvendigt for at pumpe CO
2
ned. Det
er vedtaget ved lov sammen med en
lang række andre sikkerhedskrav og alt
dette skal være dokumenteret, før der
overhovedet udstedes tilladelse til at
lave et CO
2
-lager.”
Kan man risikere, at CO
2
’en siver ind
i vores grundvand og dermed drikke-
vand? Og kan det være farligt?
”Hvis der siver CO
2
ind i grundvandet,
bliver det til slatten danskvand, og
det er i hvert fald ikke farligt. Det er
dog ikke sandsynligt, da de geo-
logiske formationer, man bruger til
CO
2
-lagring ligger langt dybere end
dem, vi indvinder grundvand fra. De lag
er desuden fulde af saltvand, så det ville
aldrig være relevant at bruge dem som
kilde til drikkevand. Brøndene fører gan-
ske vist nogle steder CO
2
igennem nogle
og ud til siderne og fordele sig videre
ud i andre lag. Så vi kommer ikke til at se
noget til det på overfladen.”
Kritiske røster mener, at CCS bare er
en smart finte fra industrien, der gør
det legitimt at fortsætte business as
usual med fossile brændsler i stedet
for at finde på grønne løsninger. Hvad
siger du til den påstand?
”Jeg siger, at det ikke er til diskussion, at
vi er nødt til at fjerne noget af al den CO
2
fra atmosfæren, som vi har sendt derop.
Det har talrige rapporter slået fast, bl.a.
FN’s klimapanel IPCC. Det er rigtigt, at
man ved at sende CO
2
ned i et gammelt
olie-gas reservoir kan få mere olie ud af
det, end man ellers ville
kunne. Men det er ikke et
argument for at lade være. Det
er et faktum, at vi ikke bliver fri
for olie, kul og gas i morgen.
Eller i overmorgen. Det kom-
mer til at tage år og realistisk
set mange år. Så hvis vi skal
have en chance for at mod-
virke klimaforandringerne,
skal vi i gang med at fjerne
CO
2
fra atmosfæren nu.”
Stilling/arbejdsplads:
Uddannelse:
Ph.d. i geologi
Arbejder med:
Naturressourcer såsom geotermi og
CO
2
-lagring.
Jeg valgte den karriere,
fordi:
Geologi er fascinerende, idet faget
beskæftiger sig med Jordens og
livets udvikling, og fordi vi som
mennesker er afhængige af de
naturgivne ressourcer.
Jeg opnår ny indsigt og kan bidrage
til at løse nogle af de udfordringer,
vi står overfor.
Mit arbejde er særligt
spændende, når:
Det er ingen grund til at være
betænkelig over for lagring af
CO
2
i undergrunden, vurderer
statsgeolog Lars Henrik
Nielsen, som selv har forsket
i CO
2
-lagring i mange år. Her
svarer han på otte spørgsmål
fra Djævelens advokat
om den teknologi, som
nogen mener blot udskyder
klimaproblemet.
Er Carbon Capture and Storage (CCS)
en løsning på klimakrisen?
”Det er en del af løsningen, og en af de
mest effektive vi har i værktøjskassen
her og nu. Det korte og det lange er jo,
at den her CO
2,
som skaber den globa-
le opvarmning og klimaforandringer,
stammer fra undergrunden, hvor den
var bundet i fossile brændsler. Nu har vi
fundet ud af, at det belaster klimaet, at
vi hiver så meget af det op og brænder
det af på kort tid. Hvis vi skal modvirke
26
Foto: Lykke Sandal, Geoviden
Statsgeolog (chef) i Afdeling for
Stratigrafi, De Nationale Geologi-
ske Undersøgelser for Danmark og
Grønland (GEUS)
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
27
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0015.png
CO
2
-lagring
CO
2
er usynligt, og selvom vi udånder det,
bemærker vi det ikke. Alligevel er CO
2
et af
Jordens vigtigste molekyler, der tjener både
som basisled i fødekæden og taktstok for
klimaet.
For dig og mig og alle, vi
kender, er livet en konstant
udveksling af kulstof (C) i
forskellige former, hvor CO
2
er
den vigtigste. Vi lever af plan-
ter og dyr, som selv lever af
planter eller dyr. I sidste ende
er planter basis for hele føde-
kæden, og de skal bruge CO
2
for at leve og vokse. Når le-
vende væsner omdanner føde
til energi gennem respiration,
udskilles CO
2
gennem vores
ånde og bliver til næring for
planterne. Når både dyr og
planter dør, nedbrydes deres
kroppe til blandt andet CO
2
,
der bruges af nye planter,
hvoraf nogen bliver føde for
nye dyr og så fremdeles. Hvis
de ikke når at blive nedbrudt,
omdannes de med tiden til
kul og olie i undergrunden.
Hele processen kaldes det
organiske kulstofkredsløb.
Det er dog kun én del af
fortællingen om CO
2
. Et par
kapitler i en temmelig lang
roman faktisk. Det fortæller
professor i geologi fra Køben-
havns Universitet, Christian
Bjerrum.
”Langt hovedparten af kreds-
løbet for Jordens CO
2
foregår
i en del af kulstofkredsløbet,
som de fleste ikke lægger
mærke til i hverdagen, fordi
det foregår på en tidsskala
mellem ti tusinder og millio-
ner af år.”
Det drejer sig om det uorgani-
ske kulstofkredsløb, der af
samme grund også kaldes
det langsomme kulstofkreds-
løb. En meget vigtig del af
det langsomme kredsløb
kaldes silikat-karbonat-kreds-
løbet, hvor processerne
kan koges ned til en række
kemiske udvekslinger mellem
silikat- og karbonatholdige
sten (f.eks. feldspatter), havet
og atmosfæren.
”Omkring 70 procent af al
Jordens CO
2
er til enhver tid
bundet et sted i silikat- og
karbonatkredsløbet, mens
resten cirkulerer mellem plan-
ter, dyr og nedbrydning eller
begravelse i jorden,” fortæller
Christian Bjerrum.
Helt grundlæggende kan
kredsløbet deles op i fire trin,
som du kan se beskrevet her-
under og i figur 14 til højre.
Noget af den CO
2
, der er i
atmosfæren, binder sig til
vanddamp. Derved dannes
der en svag kulsyre (H
2
CO
3
),
og når den falder som nedbør,
kan den opløse de kalk- og
silikatholdige sten, som stør-
stedelen af jordskorpen består
af. Et godt eksempel er det
forholdsvis simple feldspat-
mineral wollastonit (CaSiO
3
).
Processen kaldes forvitring og
for hver feldspatmolekyle, der
forvitres, fjernes to CO
2
-mole-
kyler fra atmosfæren (se boks
2, reaktion A). Reaktionen fri-
giver en kalcium-ion (Ca
2+
), to
bikarbonat-ioner (HCO
3-
) samt
silliciumdioxid, også kaldet
kvarts (SiO
2
).
JORDENS
SAMLEDE CO
2
Der er formentlig lidt
under to mia. gigaton (Gt)
CO
2
på hele Jorden inklu-
siv atmosfæren. Altså to
milliarder milliarder ton.
Størstedelen befinder
sig dybt i undergrunden,
hvor det er bundet i f.eks.
kalksten (calcit) og begra-
vet organisk materiale.
Illustration: Lykke Sandal, Geoviden
Kend dit
CO
2
-kredsløb
KEMISKE REAKTIONER I SILIKAT-KARBONATKREDSLØBET
A Forvitring: Kalciumsilikat til ioner
2CO
2
+ H
2
O + CaSiO
3
Ca
2+
+ 2HCO
3-
+ SiO
2
B
C
Udfældning: Ioner samles til kalk
Ca
2+
+ 2HCO
3-
CaCO
3
+ CO
2
+ H
2
O
Omsmeltining: Kalk + kvarts tilbage til kalciumsilikat
CaCO
3
+ SiO
2
CaSiO
3
+ CO
2
Læs meget mere om kulstofkredsløbet og
sammenhængen med klimaet i Geoviden
4, 2006 om 'Fortidens drivhusverden'.
Find bladet på
geoviden.dk
Boks 2
Figur 14
FRI FASE I
ATMOSFÆREN SOM
DRIVHUSGAS
1. Forvitring af bjerge
skaller og skeletter med. Det
kan være plankton og koraller.
De opfanger de udvaskede
kalcium- og bikarbonat-ion-
er og kombinerer dem til
kalciumkarbonat (CaCO
3
) (se
reaktion B). Reaktionen efter-
lader kvartsen fra reaktion A,
der synker til bunds. For hvert
molekyle, dyrene danner i
deres skelet eller skal, frigives
et af de to CO
2
-molekyler, der
blev brugt i forvitringen af
stenen. Det ene CO
2
-molekyle
udveksles med atmosfæren.
FORVITRING
AF NATURLIG
FELDSPAT
MED CO2
FELDSPATTEN
OPLØFTES TIL
NYE
BJERGKÆDER
4
IONER OPTAGES
AF PLANKTON
OG KORALLER
1
2
EN DEL AF
CO2’EN
SENDES OP
UNDER
VULKAN
UDBRUD
OPLØSTE
IONER FØRES
UD I HAVET
3
MINERALERNE I DØDE
HAVDYR BEGRAVES
OG FØRES NED MED
KONTINENTALPLADEN
MINERALERNE
SMELTER OG
OMDANNES TIL
MAGMA SOM VED
AFKØLING BLIVER
TIL FELDSPAT.
PROCESSEN
FRIGIVER CO2
3. Begravelse i
havbunden
2. Udfældning i havet
Et stykke af den simple feldspat wollastonit (CaSiO
3
), som her måler
22 x 12 x 8 cm.
Ude i havet lever millioner og
atter millioner af små skaldyr,
som bruger de udvaskede
ioner til at opbygge deres
Når dyrene med kalciumkar-
bonatskeletterne dør, synker
de til bunds. Her bliver de
med tiden begravet under
nye lag, der synker ned fra
oven, sammen med den silika,
der blev tilovers ved dannel-
sen af deres skal. Der hvor
kontinentalpladerne mødes,
vil den ene plade somme-
tider bevæge sig ned under
den anden, hvilket danner
en såkaldt subduktionszone.
Her føres de begravede lag af
havdyrenes kalciumkarbonat
og silika sammen med konti-
nentalpladen ned i dybet.
Foto: Daderot CC0 1.0. DSC07487
PROCESSER DER TILFØRER CO
2
TIL ATMOSFÆREN
•
•
•
•
Vulkanisme
Gejsere
Biologisk nedbrydning af organisk materiale
Afbrænding af fossile brændsler
•
•
•
PROCESSER DER FJERNER CO
2
FRA ATMOSFÆREN
Planters fotosyntese, der danner organisk
materiale
Begravelse i undergrunden
Opløsning i havet
28
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
29
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0016.png
CO
2
-lagring
FOSSILE BLADE AFSLØRER FORTIDENS CO
2
-NIVEAU
Træarten Ginkgo Biloba har
eksisteret i mange millioner
år, og derfor har man fundet
fossile blade med vidt for-
skellig alder, der kan fortælle
om fortidens CO
2
-niveauer.
Forsøg med levende gink-
gotræer og andre planter
viser nemlig, at jo mere CO
2
,
der er i atmosfæren, des
færre spalteåbninger har
bladene. Spalteåbningerne,
også kaldet stomata, er en
livsnødvendig konstruktion
på undersiden af alle blade.
De optager nemlig CO
2
til
planten, som den skal bruge
til fotosyntesen. Jo mere
CO
2
, der er i atmosfæren,
des færre stomata behøver
planterne at lave, da de
koster mere energi at danne
end almindelige vævsceller.
Geologer har derfor fundet
ud af, at man kan måle
antallet af stomata på de
fossile blade og regne det
om til, hvor meget CO
2
, der
så må have været, da træet
var i live. Ved at sammen-
ligne resultatet fra mange
fossile blade (vurderet graf
herunder) med CO
2
-esti-
mater fra andre metoder
(beregnet graf) kan man få
en ret god ide om, hvordan
CO
2
-niveauet har ændret sig
gennem tiden.
Hvis al udledning af menneskeskabt
CO
2
stoppede i morgen, ville det
derfor stadig tage cirka hundrede
tusind år, før balancen kunne
genfindes.
MØD EKS P E RT E N
og mindre koncentrationer
af CO
2
giver lavere tempera-
turer. Den mekanisme driver
klimaforandringer og global
opvarmning, hvilket er noget,
som har svinget flere gange
gennem Jordens historie.
Systemet søger altid mod
ligevægt, men hvis der sker
ændringer i en eller flere dele
af kredsløbets delelementer,
kan det skubbe systemet ud
af balance. Over cirka hundre-
de tusinde år vil systemet selv
reducere udsvinget og finde
tilbage til den ligevægt, der
var i udgangspunktet. Med-
mindre ændringen i systemet
er tilpas stor eller permanent.
”Hvis ændringen er meget
stor, kan det betyde, at balan-
cen forskubbes så meget, at
det ikke kan komme tilbage i
ligevægt, men over tid finder
en ny ligevægt,” forklarer
Christian Bjerrum.
Det betyder store ændringer
i klima og miljø og kræver
enorm tilpasningsevne hos
levende organismer.
gennemsnit var mellem 3 og
15°C varmere end i dag.
”Det er ret kompliceret, men
en vigtig pointe i forklaringen
på ændringen i CO
2
-niveau i
den periode er øget vulkanis-
me. Superkontinentet Pangæa
var i færd med at splitte op
og bevæge kontinenterne
hen mod, hvor de er i dag.
Det gav en stor vulkansk
aktivitet langs randzonerne af
de tektoniske plader, og flere
vulkanudbrud sender mere
CO
2
ud i atmosfæren," forkla-
rer Christian Bjerrum.
De øgede CO
2
-niveauer fik
derfor den globale tempe-
ratur til at stige og forblive
relativt høj i hele perioden
sammenlignet med i dag.
temperaturafhængigheden.
Det bringer til sidst systemet
tilbage i balance.
”Eller i i hvert fald næsten,
for reguleringsmekanismen er
ikke perfekt," tilføjer Christian
Bjerrum. Hvis den var, ville
CO
2
-niveauet være konstant,
og det er der ikke noget, der
tyder på.
"Systemet er dog så tilpas
selvregulerende, at det over
lang tid holder CO
2
'en nogen-
lunde fordelt i atmosfære,
hav, organismer og under-
grund, så det hele ikke ender
i én af afdelingerne."
Navn:
Christian Jannik Bjerrum
Stilling/arbejdsplads:
Professor MSO i geologi
Uddannelse:
Ph.d. i geo-
logi, 1999. Kandidatgrad i
geologi, 1996
Arbejder med:
Havcirkula-
tion, klima og ilts indflydel-
se på liv gennem Jordens
historie og fremtid ved at
studere bjergarter, deres
kemi samt lave numeriske
fysiske-biologiske-kemiske
modeller.
Jeg valgte den karriere,
fordi:
Arbejdet både
er ude i naturen for at
indsamle prøver, kemiske
analyser i laboratoriet, men
også at programmere i
store computermodeller
med store mængder data,
der skal analyseres.
Mit arbejde er særligt
spændende, når:
Jeg er
i felten for at indsamle
prøver, for så er hver dag
som at læse et nyt kapitel i
den fedeste krimi, hvor jeg
selv indsamler beviser.
14
12
10
8
6
4
2
0
300
Foto: Colourbox14442698
Vurderet
Graf: Lykke Sandal, Geoviden, redigeret efter Geoviden 2006, nr. 4, Christian Bjerrum
Atmosfærens CO
2
-indhold
x konc. for 1 mio. år siden (230 µatm)
Beregnet
Dengang og nu
Bladene hos dette unge ginkgotræ ligner til forveksling dem hos artsfælder-
ne, der levede for 180 mio. år siden. Spalteåbningerne sidder på bladenes
underside. Billedet herunder viser bladvæv under mikroskop, hvor de små
læbeformede stomata ses tydeligt.
Uperfekt selvregulering
250
200
150
100
50
1
Alder (millioner år før nu)
Figur 15
4. Dannelse af nye bjerge
På et tidspunkt bliver tryk og
temperatur så høj, at kalcium-
karbonat og silika splittes op
og noget smelter. Atomerne
sættes sammen på ny til den
bjergart, det hele startede
med, kalciumsilikaten wolla-
stonit. Reaktionen frigiver det
sidste af de to CO
2
-molekyler,
der oprindeligt skabte for-
vitringen i bjergene (reaktion
C). Det CO
2
-molekyle frigives
med tiden tilbage til atmos-
færen via vulkanudbrud og
gejsere. Tektoniske bevægel-
ser vil over mange, mange
tusinde år løfte den nye
feldspat op som bjerge, og så
starter det hele forfra.
Dinosaurernes varme
verden
Jordens klimamaskine
Det er kulstofkredsløbet,
der styrer Jordens klima.
Ændringer i omfang og
hastighed på de forskellige
kemiske reaktioner bestem-
mer nemlig, hvor meget CO
2
,
der befinder sig i atmosfæren,
og det er netop CO
2
-kon-
centrationen her, der styrer
klimaet, forklarer professor
Christian Bjerrum. Da CO
2
er
en drivhusgas, vil forhøjede
koncentrationer af CO
2
med-
føre forhøjede temperaturer,
Der findes flere eksempler på
den slags udsving gennem
tiderne, der med al sandsyn-
lighed skyldes forskydninger i
CO
2
-kredsløbet. Blandt andet
i dinosaurernes storhedstid i
Jura og Kridt for mellem 200
og 66 mio. år siden. Analyser
af blandt andet fossile blade
kombineret med computer-
modeller viser, at datidens
CO
2
-koncentration lå mellem
fire og ti gange højere end ni-
veauet inden den industrielle
revolution (se fig. 15). Andre
geologiske analyser viser
tilsvarende, at temperaturen i
Her træder kulstofkredsløbets
geniale, indbyggede genop-
retningssystem dog ind via
den simple kendsgerning, at
kemiske reaktioner forløber
hurtigere ved højere tempe-
raturer. Det betyder, at de
kemiske reaktioner i kulstof-
kredsløbet, der er eksponeret
for atmosfærens stigende
temperaturer, begynder at gå
hurtigere. Det vil sige
hovedsageligt forvitringen,
som foregår i den fri luft. Der-
for begynder der i takt med
den stigende temperatur at
ske mere forvitring.
Som forklaret, fjerner for-
vitring CO
2
fra atmosfæren,
og stigende forvitring fjerner
derfor mere CO
2
. Med tiden
medfører det, at drivhusef-
fekten på Jorden mindskes,
så temperaturen langsomt
falder igen. Det samme gør
forvitringen på grund af
Udligningen af balancefor-
skydninger tager dog lang tid,
og derfor kan man ikke sam-
menligne Jura- og Kridttidens
udsving i CO
2
-cyklussen med
nutidens stigning i CO
2
-kon-
centration. Dengang skete
ophobningen af CO
2
i atmos-
færen over flere millioner år.
Nu er det sket på få århund-
reder. Derfor har kulstofkreds-
løbets reguleringsmekanismer
ikke samme mulighed for at
udligne stigningen.
”Hvis al udledning af men-
neskeskabt CO
2
stoppede
i morgen, ville det derfor
stadig tage cirka hundrede
tusind år, før balancen kunne
genfindes,” siger Christian
Bjerrum.
Samtidig ville en temperatur-
stigning i stil med Jura- og
Kridttidens temperaturer
medføre havstigninger på
over 70 meter, hvilket selvsagt
vil oversvømme store dele af
de områder, hvor der i dag
bor mennesker.
30
Foto: Shutterstock, Barbol
GEOVIDEN
NR. 1 MARTS 2020
31
 KEF, Alm.del - 2022-23 (2. samling) - Bilag 130: Materialepakke om CCS-lagringstilladelser
2665700_0017.png
geo
vıden
Udgiver:
Geocenter Danmark
Ansvarshavende:
Mette Buck Jensen, GEUS
Redaktør og skribent:
Johanne Uhrenholt Kusnitzoff, GEUS
Design:
Lykke Sandal, GEUS
Tryk:
Rosendahls A/S
Forside:
Ilustration af Lykke Sandal,
GEUS
Eftertryk:
Tilladt med kildeangivelse
Kontakt:
[email protected]
ISSN:
1604-6935 (papir)
ISSN:
1604-8172 (elektronisk)
Geoviden udgives af Geocenter Dan-
mark og er målrettet undervisningen
i gymnasierne. Bladet udkommer fire
gange om året. Abonnement er gratis
og tegnes på geoviden.dk. Her kan
man også læse bladet og finde ekstra­
materiale som video.
Illustration: Af Herschel Hoffmeyer, Shutterstock
Geocenter Danmark, der udgiver
Geoviden, er et samarbejde mellem De
Nationale Geologiske Undersøgelser
for Danmark og Grønland (GEUS),
Institut for Geoscience ved Aarhus
Universitet samt Institut for Geoviden-
skab og Naturforvaltning og Statens
Naturhistoriske Museum begge ved
Københavns Universitet. Geocenter
Danmark er et center for geoviden-
skabelig forskning, uddannelse, rådgiv-
ning, innovation og formidling på højt
internationalt niveau.
NÆSTE NUMMER
Sommerudgaven af Geoviden kigger på
dinosaurfund i Danmark og Grønland og undersøger,
hvad geologien fortæller om datidens verden.
De Nationale Geologiske
Undersøgelser for Danmark
og Grønland (GEUS)
Øster Voldgade 10
1350 København K
Tlf: 38 14 20 00
E-mail: [email protected]
Institut for Geovidenskab og
Naturforvaltning (IGN)
Øster Voldgade 10
1350 København K
Tlf: 35 32 25 00
E-mail: [email protected]
Statens Naturhistoriske Museum (SNM)
Øster Voldgade 5–7
1350 København K
Tlf: 35 32 23 45
E-mail: [email protected]
Institut for Geoscience (IG)
Aarhus Universitet
Høegh-Guldbergs Gade 2, B.1670
8000 Aahus C
Tlf: 89 42 94 00
E-mail: [email protected]
AU
UNIVE