Koldioxid till salu

Fallet: 1988 köpte Basin Electric Power Cooperative i Bismarck, ND, en orolig kemisk anläggning som omvandlade kol till syntetisk naturgas. Satsningen gav resultat, och historien om Basins framgång förändrar maktens verksamhet och föroreningspolitiken.

Dakota Gasification Company

Den här historien var en del av vårt julinummer 2005

• Se resten av frågan
• Prenumerera

Inkomst för 2005: 234,5 miljoner dollar
Anställda: 700
CO2 lagrad under jord: Sex miljoner ton

Den 14 september 2000 gick Dakota Gasification Company bortom överlevnad. Företagets unika kemiska anläggning i Beulah, ND – ett industriellt odjur som omvandlar 18 000 ton brunkol till 170 miljoner kubikfot syntetisk naturgas per dag (tillräckligt för att värma upp 2 500 hem under ett år) – hade varit avskriven 15 år tidigare som en statligt finansierad boondoggle, en missfödd produkt av krisdriven amerikansk energipolitik. Men det beslutsamma dotterbolaget till ett landsbygdsföretag trotsade sina kritiker. Den septemberdagen tog företaget en smutsig biprodukt – koldioxid – och gjorde den till en finansiell tillgång genom att starta en ny CO2-pipeline. Flytten skulle inte bara säkra anläggningens livskraft, utan det skulle också hjälpa till att rensa upp kolkraftens miljörykte.

Dakota Gasification driver en 300 kilometer lång pipeline full av koldioxid. Denna flod av föroreningar leder norrut från Beulah till de åldrande oljefälten i sydöstra Saskatchewan. Där störtar koldioxiden en och en halv kilometer under jordens yta i tjocka, envisa oljeavlagringar. CO2 minskar oljans viskositet med en faktor fyra och underlättar dess flöde till ytan. Beulahs CO2 förväntas hjälpa till att utvinna 130 miljoner extra fat olja från Saskatchewans oljefält, vilket Dakota är väl kompenserat för. Väl i marken tar koldioxiden petroleums plats och blir instängd under en ogenomtränglig stapel av kalksten, sandsten och skiffer. Processen begraver säkert mer CO2 på ett år än vad hundratusen bilar släpper ut under sin operativa livstid.

Politiker ser i allt högre grad till Dakotas teknik som den potentiella nyckeln till ren inhemsk kraft i framtiden. Bushadministrationen har avancerad kolförgasning och underjordisk lagring av växthusgaser som en långsiktig lösning på ett långsiktigt problem. Det amerikanska energidepartementet förespråkar ett 10-årigt FoU-program, kallat FutureGen, som syftar till att fullända en uppgift som Dakota för närvarande utför med teknik som härrör från 1970-talet. FutureGen marknadsför teknologi som inte ens har demonstrerats vid små pilotanläggningar, säger Dale Simbeck, vice president för teknologi för SFA Pacific, ett energikonsultföretag baserat i Mountain View, Kalifornien. Men här är en storskalig operation som är tekniskt framgångsrik och som gör alla dessa saker som det pratas om.

Al Lukes, Dakotas operativa chef, säger att han är van vid de förvånade reaktionerna från internationella besökare som kommer för att se vad som händer på de norra slätterna: Folk tittar på oss och säger: 'Herregud, kan du göra det?'

När Dakotas historia sprids står beslutsfattare inför ett allt hårdare val. Internationella energiorganet räknar med att tillräckligt många kolanläggningar för att producera 1 400 gigawatt el kommer att ha installerats mellan 2003 och 2030. Dessa anläggningar kommer att generera cirka 118 miljarder ton koldioxid under sin livslängd. Det är mer än alla koldioxidutsläpp från kol under de senaste 250 åren tillsammans. Till och med några pragmatiska miljöpartister är överens om att förgasningsteknik kan vara den största enskilda hävstången som finns tillgänglig för att begränsa växthusgaser på kort sikt. Kolet ska brytas. Den enda frågan är hur det kommer att brännas, säger Antonia Herzog, senior forskare vid Natural Resources Defense Council, en miljöförespråkande grupp baserad i Washington, DC. Om nya kolverk ska byggas bör de vara förgasningsverk.

Dakota som standard
Dakota Gasification skapades under energibristen på 1970-talet. Medan OPEC pressade oljeförsörjningen, kvävde priskontroller i USA produktionen av naturgas. Naturgasledningsföretag, oroade över trånga försörjningar, började utforska alternativa källor; 1978 hade ett konsortium av gasledningsföretag, Great Plains Gasification Associates, gått samman för att bygga världens första syntetiska naturgasanläggning. Bygget påbörjades 1981 efter att president Reagan gick med på att stoppa det tekniskt ambitiösa projektet med federala lånegarantier, och 1984 var det klart. Knappt ett år senare räddade gasledningsföretagen och ställde in på 1,5 miljarder dollar i lån.

Problemet var inte Great Plains teknologi. Dess process, anpassad från kemin som gjorde det möjligt för Nazityskland att producera syntetiska motorbränslen, fungerade enligt planerna: Kol och ånga reagerade tillsammans vid 1 000 °C för att ge en gasformig blandning av väte, kolmonoxid och CO2 (plus föroreningar som svavel, kvicksilver och xenongas). Ren CO2 och föroreningsströmmar tömdes ut, och den återstående kolmonoxiden och väte - en blandning känd som syntesgas eller syngas - matades till en katalysator för att bilda kolväten. Nazisternas katalysatorer blev bränsle för tankar, flygplan och ubåtar; Great Plains katalysator blev metan av hög kvalitet.

Lukes, en kemiingenjör som återvände till sitt hemland North Dakota för att arbeta för Great Plains, säger att det som vände upp företaget var riktad borrning och avregleringen av naturgas, som ägde rum under flera år, med början 1978. Avregleringen släppte lös en frenesid jakt på nya gasfyndigheter och riktad borrning multiplicerade varje brunns produktion. Great Plains förväntade sig att få $9 till $10 per tusen kubikfot för sin syntetiska gas, men i mitten av 1980-talet hade en gasöversvämning drivit priserna så låga som $1 per tusen kubikfot. Vi kunde inte göra gas för det priset, säger Lukes.

Anläggningen tjänade intäkter, men på ägarnas bekostnad: tack vare prissättningsformler inskrivna i deras 25-åriga gasköpsavtal betalade rörledningarna Great Plains uppemot 50 procent mer än marknadspriset för naturgas.

Department of Energy tog Great Plains i besittning när rörledningsföretagen gick iväg. Under press att skydda 822 arbetstillfällen i ekonomiskt deprimerade North Dakota och för att få tillbaka en del av regeringens förluster, tillät byrån att anläggningen kunde fortsätta att fungera. Men det började genast leta efter en köpare. År 1988 hittade det Basin Electric Power Cooperative of Bismarck, det lokala kraftverket som drev anläggningen. Basin Electric skulle förlora 37 miljoner dollar per år – cirka 8 procent av sina årliga intäkter – om fabriken stängdes. Dessa 37 miljoner dollar var ett stort antal för Basin då, säger Lukes. Basin förvärvade anläggningen för 85 miljoner dollar i kontanter (och ett löfte att dela framtida vinster med Department of Energy) och skapade ett dotterbolag, Dakota Gasification, för att driva den.

Det var ett riskabelt drag för Basin. Åren efter köpet vacklade det politiska stödet för alternativ energi. Gaspriserna sjönk. Och gasledningarna tvistade om sina gasköpavtal, vilket tvingade fram en uppgörelse som skulle ta bort Dakotas skyddande prispremie i slutet av 1990-talet.

Ett företags papperskorgen
Dakota överlevde genom att bli en återvinnare: biprodukterna från dess avfallsströmmar inbringar mer än 150 000 dollar per dag. Och dess mest lukrativa biprodukt – den som äntligen säkrade dess framtid – är koldioxid.

Att skrubba ut olja med CO2 är inte lika lukrativt som att slå ett stort nytt fält. De stora oljebolagen går inte efter dessa. De här är som buntar och de letar efter homeruns, säger Simbeck från SFA Pacific. Men buntarna är värda att göra för andra klassens oljebolag som nu dominerar den amerikanska och kanadensiska oljeproduktionen. Lägg CO2 i marken, och du kommer sannolikt att få mer olja – det vill säga om du ha CO2. Det mesta av koldioxid som används i oljefält kommer från naturliga avlagringar av antingen CO2 som ensamt eller CO2 som är inblandad i naturgas. Oljefältsoperatörer norr om Beulah hade ingetdera.

I mitten av 1990-talet såg Dakota ut som en överlevande, och Calgary, Alberta-baserade PanCanadian Petroleum, operatören av ett av Kanadas största oljefält, var redo att förhandla. Produktionen vid PanCanadians fält i Weyburn, Saskatchewan, nådde sin topp på 1960-talet, men företagsgeologer trodde att CO2 skulle öka den igen. Under en affär från 1997 byggde Dakota gaskompressorer och en pipeline för att leverera CO2 till Weyburn, och PanCanadian gick med på att betala Dakota för finansieringskostnaderna för utrustningen, plus att betala en efterfrågeavgift. I februari tecknade Dakota en andra oljeproducent i Saskatchewan, Apache Canada, som kommer att börja ta CO2 nästa år.

Judy Fairburn, en vice VD för EnCana (PanCanadians nya namn efter sammanslagning med Calgary-baserade Alberta Energy), säger att köpet av Dakotas CO2 ökade produktionskostnaderna på Weyburn, och att PanCanadian förutsåg sin investering på att få $16 till $18 per fat. Det var en bra satsning: olja kostar nu cirka 50 dollar per fat, och Weyburn levererar 26 000 fat per dag – den högsta nivån sedan 1970-talet. Det här oljefältet är definitivt inne i sin andra vind, säger Fairburn.

Med naturgas som säljs för 7 USD per tusen kubikfot ser Dakota också bra ut. På frågan om Dakota kanske tjänar ut sina oljefältskunder skrattar Fairburn nervöst. Det får jag räkna ut, säger hon. De är säkert välplacerade.

Det är de – och inte bara på grund av vad de hjälper till att ta ut av marken. När oljan stiger på Great Plains, samlas Dakota Gasifications industriella CO2 under jorden, vilket skapar en miljöfördel som kan vara värd miljontals dollar mer i år framöver, om USA någonsin beslutar sig för att anta en utsläppsgräns för utsläppspolitik. En forskningsstudie på 34 miljoner dollar sponsrad av International Energy Agency har spårat CO2 under jorden. Dess slutrapport, som släpptes i höstas, bekräftade vad alla förväntade sig: samma skikt som förseglade i Weyburns olja i 50 miljoner år borde hålla sin CO2 i tusentals år, om inte längre.

Förgasning är återigen i rampljuset, och inte bara på grund av dess förmåga att lagra undan växthusgaser. Dagens rekordhöga naturgaspriser visar inga tecken på att halka, trots rekordnivåer av gasprospektering i Nordamerika. Och tekniken förbättras. Dussintals förgasningsanläggningar har byggts sedan 1984 – av vilka de flesta förvandlar kol-härledd syngas till ammoniakgödselmedel – och deras banbrytande kraftutrustning kostar mindre att bygga och driva än Dakotas. Stora leverantörer av utrustningen, som General Electric, tar emot beställningar på mer. Dakota hade inte bara tur i sin decennier långa kamp för att bevisa lönsamheten av kolförgasning, det var också rätt.

Dölj