Skal lagre milliarder av tonn CO₂ under havbunnen: Slik sjekker forskerne at taket holder

Når undergrunn blir lagerplass

Norsk sokkel har allerede flere tiår med erfaring. Equinor har lagret CO₂ ved Sleipner og Snøhvit siden slutten av nittitallet. Langskip-prosjektet, med lagringsprosjektet Northern Lights, tok i sommer i mot de første leveransene av CO₂ fra Brevik Sement. Første fase er dimensjonert for 1,5 millioner tonn i året, nå oppjustert til fem millioner. 

Men klimamodellene er ubarmhjertige. Det internasjonale energibyrået sier det rett ut: Skal verden nå netto null utslipp innen 2050, må CO₂-lagringen opp i milliarder tonn årlig. Fra megatonn til gigatonn.

Det er dette spranget gigaCCS skal gjøre mulig.

– Når du går fra noen få brønner til mange brønner spredt over store deler av Nordsjøen, oppstår nye utfordringer. Trykkøkninger brer seg gjennom vannfasen i reservoaret. De respekterer ikke grensene vi har trukket på overflaten. Og når du injiserer i stor skala over lang tid, endrer du stressfeltene i undergrunnen på måter vi må forstå bedre, forklarer Skurtveit.

Tre ansvarsområder

NGIs mandat i prosjektet er konsentrert. Mens senteret som helhet spenner over hele verdikjeden (fangst, transport, lagring og samfunnsøkonomi) jobber NGI i kjernen av det som skal sikre permanent lagring: forseglingsintegritet, risikovurdering og overvåkning.

Forseglingsintegritet handler om berglaget som ligger som et lokk over reservoaret. Denne såkalte caprockens evne til å holde CO₂en nede, selv når trykket under øker og påkjenningene endres over tiår, er avgjørende. 

 – NGI tester bergprøver under ekstreme forhold i laboratoriet for å finne ut når og hvordan forseglingsbergarten kan svikte, sier Skurtveit.

Risikovurdering dreier seg først og fremst om forkastninger. Gamle bruddlinjer i bergmassen kan potensielt reaktiveres når stressfeltene endres av CO₂-injeksjon. Skulle en forkastning plutselig gli, kan den bli en lekkasjekorridor. NGI bruker avansert numerisk modellering for å beregne sannsynligheten for dette, og hvor mye trykk systemet tåler før risikoen blir for stor.

Overvåkning er den siste brikken. Selv med gode modeller og grundige tester er det nødvendig å følge med på hva som skjer i praksis. 

 – NGI bidrar med metoder for å lese deformasjoner (bevegelser i bakken) og andre geofysiske signaler som kan varsle om uventede responser. Kort sagt leverer NGI grunnlaget for å dokumentere at undergrunnen er trygg. Ikke bare i teorien, men med fysiske data og målinger som står seg i møte med regulatorer og industri, sier Skurtveit.

Der teori møter virkelighet

Fundamentet for NGIs bidrag er laboratoriet i Sandakerveien i Nydalen. Her gjenskapes det enorme trykket, temperaturene og forholdene fra tre kilometer under havbunnen.

Utstyrsparken er unik i norsk sammenheng. Bergprøver utsettes for ekstreme belastninger, samtidig som gassflytkamre tester hvordan CO₂ beveger seg i porene. En spesialitet er muligheten til å kjøre forsøk inne i en CT-skanner, som gjør det mulig å se sprekkdannelser og væskestrøm i sanntid og 3D.

– Dette er ikke teoretisk modellering. Det er direkte målinger. Når vi sier at en forsegling tåler et visst trykk, eller at en forkastning sannsynligvis forblir stabil, bygger det på fysiske tester av faktiske bergprøver fra feltene det gjelder, understreker Skurtveit.

Fra forskningsprosjekt til industrivirkelighet

GigaCCS er et såkalt Forskningssenter for miljø­vennlig energi som er den gjeveste satsingen Forsknings­rådet har. Sentrene skal drive forskning på høyt internasjonalt nivå og være tett koblet til næringsliv. Styret må ha flertall av representanter fra industrien, inkludert leder. Poenget er å korte ned avstanden fra laboratoriet til bruk.

Åtte nye sentre ble tildelt finansiering i 2024, og gigaCCS var ett av dem. Det er en prestisjetung tildeling. Forløperen NCCS, som gikk fra 2016 til 2024, hadde lagt grunnlaget. Skurtveit var sentral i NCCS og nå fortsetter hun den rollen i gigaCCS, sammen med en kjerne av forskere fra SINTEF, NTNU, Universitetet i Oslo, Universitetet i Bergen og NORCE. Sammen utgjør de det tyngste fagmiljøet på karbonlagring i Europa.

For NGI er deltakelsen ikke bare en faglig øvelse, men også posisjonering.

– Nettverksverdien er enorm. Vi møter industrien. Vi får innsikt i hva som faktisk er problemstillingene ute i prosjektene. Og vi får muligheter til å spinne ut nye forsknings­prosjekter, sier Skurtveit.

Politikk, ikke fysikk

Den vanskeligste utfordringen for gigaCCS er ikke geologi, men økonomi og politikk.

– Lagringsteknologien fungerer. Det har vi demonstrert. Problemet er å få en forretningsmodell som gjør at industrien vil investere i dyre fangstanlegg. Dét handler om politiske insentiver, sier Skurtveit.

CCS er en metode for å håndtere avfall. Det genererer i seg selv ingen inntekter. Uten et system som gjør det lønnsomt, gjennom karbonprising, subsidier eller reguleringer, vil det ikke skje i stor skala.

– Vi jobber i det rommet vi kan påvirke. Vi kan ikke løse politikken, men vi kan sørge for at når politikken kommer på plass, så er teknologien klar, avslutter Elin Skurtveit.