kth.sePublikationer KTH
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Smarter ways to capture carbon dioxide-exploring alternatives for small to medium-scale carbon capture in Kraft pulp mills
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Kemiteknik, Energiprocesser.ORCID-id: 0000-0001-8587-4054
KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Kemiteknik, Energiprocesser.ORCID-id: 0000-0003-3315-4201
2023 (Engelska)Ingår i: International Journal of Greenhouse Gas Control, ISSN 1750-5836, E-ISSN 1878-0148, Vol. 127, artikel-id 103934Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Carbon capture from the calcination process in Kraft pulp mills, also known as sulphate pulp mills, has potential as a part of carbon capture and storage (CCS) infrastructure deployment. Growing concern of climate change is increasing the interest for so-called negative emission technologies (NETs), and large emission points have great potential. However, among other factors, lack of financial incentives, trade-off with investments in existing products, and the necessity of large infrastructure that stretch across country borders, constrain deployment. This study investigates two concepts for carbon capture in combination with lime kilns in Kraft pulp mills: oxyfuel combustion and electric arc plasma calcination. The results from the modelling of six configurations show that carbon capture from the calcination process with these technologies can be made with comparatively low additional energy demand. Sulphate pulp production from Kraft pulp mills, which use lime kilns, is increasing in Europe and in the world. Therefore, there is large potential for capture of CO2 from these alternative calcination technologies, both as a first step towards and as a part of a large-scale deployment of CCS and bioenergy with CCS (BECCS).

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier BV , 2023. Vol. 127, artikel-id 103934
Nyckelord [en]
CCS, BECCS, Carbon capture, Industry, Pulp and paper, Kraft pulp mills, Lime kilns
Nationell ämneskategori
Kemiteknik
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-333737DOI: 10.1016/j.ijggc.2023.103934ISI: 001033030800001Scopus ID: 2-s2.0-85163011171OAI: oai:DiVA.org:kth-333737DiVA, id: diva2:1786890
Anmärkning

QC 20230810

Tillgänglig från: 2023-08-10 Skapad: 2023-08-10 Senast uppdaterad: 2025-02-18Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. On the potential deployment of bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) in Sweden
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>On the potential deployment of bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) in Sweden
2024 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Bioenergy with carbon capture and storage (BECCS) is a chain of technologies to capture, transport and, store carbon dioxide of biogenic origin. There are countries and regions where BECCS could be a suitable part of the climate change mitigation toolbox.

With the aim of investigating the possible deployment of BECCS in Sweden, both qualitative and quantitative methods were used. Studies of the potential of BECCS often fail to account for the perspectives of the companies that are anticipated to do the implementation. This thesis takes its starting point in those perspectives. The thesis investigates critical factors for the deployment of BECCS and how these inform a possible transition pathway with BECCS. To improve the understanding of the context for the deployment of BECCS, the thesis also investigates alternative ways to capture carbon dioxide from the lime kilns in Kraft pulp mills and the potential to achieve negative emissions with wood-based panels.

The thesis finds that critical factors that can affect deployment include upcoming incentives and regulations, the availability of storage capacity, and the continued use of biomass. In the near to mid-term, any transition with BECCS will be reliant on incumbent actors and their reorientation. A key for BECCS is the framing around generating negative emissions, which is different from the framing of carbon capture and storage (CCS) from 20 years ago as an enabler of business as usual. Generating negative emissions is, however, a concept only possible through boundary selections and assumptions, and everyone using the same guiding principles lowers the risk of double counting and/or omission of emissions.

The thesis also finds that alternative technologies, i.e., oxyfuel combustion and electric arc plasma calcination, can capture carbon from lime kilns without using additional fuel and at the same time generate useful steam. Such alternatives can be important in a future with increased competition for biomass resources. It is also possible to achieve negative emissions with wood-based panels in Sweden. While this can provide an alternative with additional benefits, i.e., material for construction, this thesis finds that it is not possible to achieve negative emissions with wood-based panels on the same scale as the potential for negative emissions with BECCS.  

Abstract [sv]

Biogen koldioxidavskiljning (bio-CCS eller BECCS) är en kedja av tekniker för att avskilja, transportera och lagra koldioxid med biogent ursprung. Det finns länder och regioner där BECCS skulle kunna passa bra som en del av de samlade åtgärderna för att begränsa klimatförändringarna. 

Med syftet att undersöka den möjliga utbyggnaden av BECCS i Sverige har både kvalitativa och kvantitativa metoder använts. Studier av potentialen av BECCS misslyckas ofta med att redovisa perspektiven från de företag som väntas göra implementeringen. Den här avhandlingen har sin utgångspunkt i dessa perspektiv. Avhandlingen undersöker kritiska faktorer för utbyggnad av BECCS och hur dessa påverkar en möjlig omställning med BECCS. För att öka förståelsen kring kontexten för utbyggnad av BECCS undersöker avhandlingen även alternativa sätt att avskilja koldioxid från measugnar i sulfatmassabruk och potentialen att åstadkomma negativa utsläpp med träpaneler.  

Avhandlingen finner att kritiska faktorer som kan påverka utbyggnaden inkluderar kommande incitament och regelverk, tillgängligheten av lagringskapacitet, och den fortsatta användningen av biomassa. I närtid är alla omställningar med BECCS beroende av etablerade aktörer och deras omorientering. En nyckel för BECCS är inramningen runt att skapa negativa utsläpp. Denna inramning är annorlunda från inramningen av koldioxidavskiljning, transport och lagring (CCS) från 20 år sedan som en möjliggörare att fortsätta som vanligt. Att skapa negativa utsläpp är dock ett koncept som enbart är möjligt med hjälp av gränsdragningar och antaganden. Att alla följer samma guidande principer för dessa minskar risken för dubbelräkning och utelämnande av utsläpp. 

Avhandlingen finner också att alternativa tekniker, som syrgasförbränning och eldriven kalcinering med plasmateknik, kan avskilja koldioxid från mesaugnar utan att använda ytterligare bränsle och samtidigt generera användbar ånga. Sådana alternativ kan vara viktiga i en framtid med ökad konkurrens om biomassa. Det är också möjligt att åstadkomma negativa utsläpp med träpaneler i Sverige. Medan detta kan vara ett alternativ med flera fördelar, så som material för konstruktion, finner den här avhandlingen att det inte är möjligt att åstadkomma negativa utsläpp med träpaneler på samma skala som det är möjligt med BECCS. 

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm, Sweden: KTH Royal Institute of Technology, 2024. s. 91
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2024:58
Nyckelord
Bioenergy with carbon capture and storage (BECCS), Carbon capture and storage (CCS), Carbon dioxide removal (CDR), Negative emission technologies (NETs), Sustainability transitions, Multi-level perspective (MLP), Actors’ perspectives, Kraft pulp mills, Lime kilns, Harvested wood products (HWP), Wood- based panels (WBP), Greenhouse gas accounting and reporting
Nationell ämneskategori
Kemiteknik Energisystem Övrig annan samhällsvetenskap
Forskningsämne
Kemiteknik
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-356989 (URN)978-91-8106-148-2 (ISBN)
Disputation
2025-01-08, Kollegiesalen, Brinellvägen 6, https://kth-se.zoom.us/webinar/register/WN_XSNme8FRSwu65hWeG4Ki5w, Stockholm, 14:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
Energimyndigheten, P2018-90065
Anmärkning

QC 20241128

Tillgänglig från: 2024-11-28 Skapad: 2024-11-28 Senast uppdaterad: 2025-12-03Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Övriga länkar

Förlagets fulltextScopus

Person

Lefvert, AdrianGrönkvist, Stefan

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Lefvert, AdrianGrönkvist, Stefan
Av organisationen
Energiprocesser
I samma tidskrift
International Journal of Greenhouse Gas Control
Kemiteknik

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
urn-nbn
Totalt: 441 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf