Carbfix er brautryðjandi á heimsvísu í bindingu CO₂ í bergi neðanjarðar. Fyrirtækið hefur síðan 2012 bundið yfir 90 þúsund tonn af CO₂ á Íslandi með eigin tækni sem er örugg, sannreynd, varanleg og hagkvæm. Stefnt er að frekari innleiðingu hennar bæði á Íslandi og erlendis. Coda Terminal verkefni Carbfix, eða „Sódastöðin“, hlaut 115 milljón evru styrk frá Nýsköpunarsjóði Evrópusambandsins og miðar að því að binda 3 milljónir tonna af CO₂ á ári í Straumsvík. Hér má finna nánari upplýsingasíðu um hvað er Carbfix.

Ein helsta áskorun þessarar aldar er að draga úr CO₂ magni í andrúmsloftinu. Carbfix tæknin spornar gegn loftslagsbreytingum með því að dæla CO₂ niður á ákveðnum jarðfræðilegum svæðum. Niðurdæling CO₂ með Carbfix tækninni krefst réttar tegundar afgerð bergs en aðrar hefðbundnar kolefnisföngunar og förgunaraðferðir (e. Carbon Capture and Storage, CCS).

Carbfix opnar því á möguleikann að beita CCS á svæðum sem áður þóttu ekki möguleg. Þar að auki er CO₂ fargað á mun öruggari hátt með Carbfix aðferðinni því þar það er fyrst leyst upp í vatni áður en það er dælt niður, sem tryggir hraða og varanlegasteinrenningu á CO₂.

Hér er upplýsingamyndband um hvað Carbfix er.

Jarðhitasýning Orku Náttúrunnar er staðsett á Hellisheiði og er opin fyrir gesti. Þar er þar sem Carbfix aðferðin hefur verið beitt - leiðsögn er í boði. Það eru vísindagreinar sem Carbfix teymið hefur birt á undanförum árum og fyrir yngri kynslóðina er grein í Frontiers for Young Minds.

Fyrir almennar upplýsingar um hvernig Carbfix aðferðin virkar, sjáðu hér. Að auki hefur Carbfix verið í fjölmiðlum, fréttum og þáttaröðum, fyrir frekari upplýsingar smelltu hér. 

Carbfix er ekki alhliða lausnin á lofstlagsvandanum heldur ein af þeim aðferðum sem hægt er að beita til að takast á við hnattræna hlýnun. Hægt er að beita Carbfix aðferðinni samhliða öðrum þekktum og framtíðar aðferðum.

Alþjóða orkustofnunin (e. International Energy Agency-IEA) hefur áætlað að föngun og förgun á CO₂ (e. Carbon Capture and Storage, CCS) á stórum skala er nauðsynleg ef heimurinn á að takmarka hnattræna hlýnun við 2 °C. Carbfix aðferðin eykur notagildi föngunar og förgunar með því að bjóða upp á örugga lausn til varnalegrar förgunar á CO₂ á svæðum með basalt, vatn og CO₂ losun. Þannig stuðlar Carbfix að samdrætti í losun gróðurhúsalofttegunda.

Carbfix ferlið krefst mikils magns af vatni til að CO₂ uppleysist og efnahvörf myndast neðanjarðar. Vatnið fæst hins vegar frá sama svæði og þar sem niðurdæling er, því er hringrás og vatnið er endurnýtt að vissu leyti. Einnig verður hægt að nýta aðferðina á svæðum þar sem skortur er á ferskvatni.

Carbfix hefur þróað vísindalegan grunn fyrir nýtingu sjávarvatns til að leysa CO₂ í stað ferskvatns, sem fjölgar verulega þá staði þar sem mögulegt er að nýta Carbfix tæknina. Vettvangstilraunir á steindabindingu CO₂ með sjávarvatni sem hófst árið 2022. Nánar um það verkefni hér

Aðalorkuþörfin í tengslum við Carbfix tæknina er orkan sem þarf til að leysa upp CO₂ í vatn í 25 bar þrýsting við 25 °C. Orkuþörfin til að koma einu tonni af CO₂ uppleystu vatni í þennan þrýsting sem fall af hlutþrýstingi CO₂ við 25 °C er um það bil 75 kWh.

Engin merki eru um að áhrifin hafi aukist þegar Carbfix kom til sögunnar og hóf að bæta kolsýrðu vatni við það vatn sem Hellisheiðarvirkjun dælir niður.

ÍSOR, þriðji aðili, sér um vöktunarkerfi á áhættu vegna skjálftavirkni er framkvæmt við undirbúning niðurdælingar. Staðbundið jarðskjálftanet er starfrækt til að vakta nákvæmlega jarðskjálfta á svæðinu. Niðurdælingarsvæði eru vöktuð fyrir og á meðan undirbúningi vegna borunar á borholum stendur yfir.

Þar að auki eru geymslusvæðin venjulega byggð í skrefum svo hægt sé að bregðast við ef svo ólíklega vill til að vart verði við skjálfta. Til nánari fróðleiks má benda á áhugaverða grein frá Ari Trausti Guðmundsson, eins fremsti jarðfræðingur Íslands.

Mat á umhverfisáhrifum hefur verið framkvætt fyrir Silverstone, verkefni Carbfix á Hellisheiði. En þar nánari upplýsingar um hvað er verið að meta og nánar um umhverfismatið. Sjá nánar hér.

Mat á umhverfisáhrifum fyrri Coda Terminal stendur enn yfir.

Vistferilsgreiningar (e. Life cycle assessment, LCA) eru framkvæmdar til að meta umhverfisáhrif af vörum, þjónustum og ferlum yfir heildarlíftíma þeirra, frá vöggu til grafar. Vistferilsgreining á Hellisheiðarvirkjun var framkvæmd af Karlsdóttur og fleiri (2020).

Þau sýndu að Carbfix aðferðin, niðurdæling á CO₂, minnkaði hnatthlýnunarmátt (GWP100) um 27,8% fyrir rafmagnsframleiðslu yfir 30 ára rekstrartíma. Jafnframt minnkaði Sulfix aðferðin, niðurdæling á H₂S, súrnunarmátt (AP) um 62,5%.

Aðaláhersla Carbfix er að fjarlægja CO₂ úr andrúmsloftinu og að vera hluti af lausninni á loftslagsvandanum, Carbfix aðferðin reiðir sig á niðurdælingu CO₂ í basalt til þess að það myndi karbónat steindir djúpt ofan í basaltjarðlögum (>500).

Sökum þess hve djúpar niðurdælingarholurnar eru, reynist erfitt og kostnaðarsamt að endurheimta þá steina sem hafa steinrennst. Við förgum því niðurdælda CO₂ varanlega. Hægt er að finna steinrunnið CO₂ í náttúturunni sem karbónat steindir við ýmis skilyrði.

CO₂ við hlutfallslega háan styrk í andrúmsloftinu getur verið skaðlegt vistkerfum og er eitt af orsökum loftslagsbreytinga af manna völdum. CO₂ sem er uppleyst í vatni og dælt niður í basalt mengar ekki. CO₂ gasið festist í þessari lausn og hvarfast og myndar skaðlausar karbónat steindir á miklu dýpi. Karbónat steindirnar sem myndast með Carbfix aðferðinni eru því öruggar og ómengandi.

Ef farið er inná forsíðu heimasíðu Carbfix má finna lifandi teljara um hversu mikið af tonnum af CO₂ hefur verið dælt af Carbfix í hvarf gjarnt basalt til varanlegrar geymslu síðan 2014.

Rannsóknir hafa sýnt að efnahvörfin milli basalts og CO₂ uppleyst í vatni eru mjög hröð og breytist um 95% af CO₂ í steindir á innan við tveimur árum.

Uppleyst CO₂ í vatni tryggir að efnahvörf milli steinsins sem í er dælt og niðurdælda vökvans eiga sér stað um leið sem leiðir til hraðari steinrenningar. Mikil hvarfgirni og rétt efnasamsetning basalts leika stór hlutverk í skilvirkni varanlegrar steindabindingu í basalti.

Steinrenning gasanna sem er dælt er könnuð með því að nota ferilefni og að fylgjast með jarðefnafræðilegum merkjum. Þau eru greind með sýnatöku á vökvum frá borholum nálægt niðurdælingarstað. Með því að mæla ferilefnastyrk og reikna út massajafnvægi í eftirlitsholum er hægt að meta steindabindingu CO₂. Einnig er hægt að mæla steindabindingu með mismunandi ísótópum.

Basalt er mjög hvarfgjarnt og inniheldur þá málma sem eru nauðsynlegir til bindingar á CO₂ varanlega í steini með myndun karbónat steinda. Það hefur gjarnan mikið holrými og sprungur og hefur því nóg geymslurými fyrir steinrunnið CO₂. Basalt er jafnframt algengasta steintegundin á yfirborði jarðar, það þekur um 5% af yfirborði heimsálfanna og meirihluta sjávarbotnsins.

Áætlað er að virka rekbeltið á Íslandi geti geymt yfir 400 Gt af CO₂ (400 milljarða tonn af CO₂). Fræðileg geymslugeta úthafshryggjanna er talsvert stærri en þau 18.500 Gt af CO₂ sem losna við bruna alls jarðefnaeldsneytis jarðar. Hins vegar er óljóst hversu mikið af þessu fræðilega geymsluplássi er hægt að nota í steindabindingu CO₂.

Holrými, efnasamsetning og algengi basalts gerir það fullkomið fyrir þróun Carbfix aðferðarinnar. Aðrar hvarfgjarnar steintegundir gætu einnig virkað, svo sem andesít, peridótít, þursaberg og setberg sem innihalda kalsíum, magnesíum og járnríkar sílikat steindir. Verið er að rannsaka möguleika annarra steintegunda í Carbfix2 og GECO verkefnunum.

Mynd sem sýnir basaltkjarna sem er mjög hvarfgjarnt og inniheldur þá málma sem eru nauðsynlegir til bindingar á CO₂ varanlega í steini með myndun karbónat steinda, á myndinni eru það þessar hvítu steindir.

Já, basaltið getur mettast með tímanum. Hins vegar er fýsileiki förgunar hærri en bruni alls jarðefnaeldsneytis jarðar. Það geta myndast örsprungur vegna steindabindingar og opnun nýrra leiða fyrir niðurdælda vökvann leiða hann að öðrum lausum holrýmum og sprungum.

Við vitum fyrir víst að yfir 95% af því CO₂ sem er dælt niður breytist í stein á innan við tveimur árum. Eftirstandandi hlutinn gæti verið lengur að breytast í stein en á endanum mun allt það CO₂ sem dælt var niður breytast í stein. Við höfum sannað að það gerist á skömmum tíma, innan nokkurra ára.

Við undirbúningsstig Carbfix kom í ljós að hægt væri að beita sama ferli til að fanga og farga brennisteinsvetni (H₂S), aðra mengandi gastegund sem er hættuleg heilsu manna. Þar sem H₂S er vatnsleysanlegt gas líkt og CO₂, þá er hægt að fanga þau saman í vatnshreinsiferli Carbfix, þetta er verulegur virðisauki fyrir stóriðju (einnig er hægt að beita sömu aðferð fyrir aðrar gastegundir sem losna í iðnaðarferlum, til dæmis NOx og SOx). Jarðvarmavirkjunin á Hellisheiði losar um 9500 tonn af H₂S á ári og lýtur hún að umhverfisreglugerðum. Orkuveita Reykjavíkur stóð að upphaflega Sulfix rannsóknarverkefninu á Hellisheiði árin 2009-2012 en markmið þess var að ákvarða niðurlög uppleysta H₂S sem er dælt niður í basaltlögin. Núverandi kerfi fangar um það bil 85% af brennisteinsvetninu og dælir því niður í jörðu þar sem það umbreytist að mestu í pýrít (glópagull, FeS). Sulfix ferlið er talsvert hagstæðara og umhverfisvænna en þau förgunarferli fyrir brennistein sem eru til fyrir í iðnaði. Á Íslandi ríkir sá misskilningur að Sulfix hafi komið á undan Carbfix og að það sé jafnvel forveri Carbfix. Staðreyndin er sú að Carbfix var stofnað árið 2006 af hópi vísindamanna sem lögðu áherslu á minnkun á CO₂ magni til að sporna gegn loftslagsbreytingum.

Til að meta aðrar hentugar steintegundir fyrir Carbfix aðferðina þá verður að taka tillit til eftirfarandi þátta: efnasamsetningu, hvarfgirni, holrými og lekt steinsins, auk þrýstings og hitastigsskilyrði á meðan niðurdælingu CO₂ stendur. Heppilegustu steintegundirnar fyrir steindabindingu CO₂ eru mafískt og ultramafískt berg vegna mikillar hvarfgirni og holrýmis, líkt og ungt basalt berg. Sýnt hefur verið fram á hæfni basalts, peridótít og annarra steintegunda svo sem andesít, dasít og ríólít fyrir steindabindingu CO₂. Því má ætla að beita megi Carbfix aðferðinni á fleiri steintegundum en bara íslensku basalti.

Carbfix ohf. er í eigu Orkuveitu Reykjavíkur ohf. og er ekki skráð opinbert fyrirtæki. Því er ekki hægt að fá hlutabréf í Carbfix í ohf.

Við sérhæfum okkur í föngun CO₂ útblásturs frá afmörkuðum uppsprettum, svo sem frá orkuverum og iðnaðarframleiðslu, og dælum því niður í hentugan stein fyrir varanlega geymslu. Eins og er býður Carbfix ekki upp á kolefnisjöfnun fyrir einstaklinga eða fyrirtæki. En það gæti gerst í náinni framtíð!

Carbfix aðferðin líkir eftir náttúrulegum ferlum sem eiga sér stað í berggrunninum. Í ungu og fersku bergi eru holrými opin og sprungur ófylltar, en með tímanum myndast steindir sem þétta berggrunninn. Carbfix hraðar þessu ferli og nýtir hluta þessara holrýma sem geymslu fyrir steinrunnið CO₂ einkum í formi kalsíts, einnar algengustu steindar í íslensku bergi.

Geymslugeta koldíoxíðs í fersku basaltbergi er gríðarlega mikil, en hægt er að geyma yfir 100 kg af CO₂ í einum rúmmetra af basalti. Þannig hefur verið áætlað að niðurdæling á um 10.000 tonnum af CO₂ á ári síðan 2014 á Hellisheiði hafi nýtt minna en 0,01% af rúmmáli berggrunnsins á svæðinu.