Koldioxidavskiljningsteknik bygger på högpresterande koldioxidsensorer

Som den globala söderns första företag för direkt avskiljning av koldioxid från luft (DAC) har Octavia Carbon tagit i drift världens andra DAC- och geologiska lagringsanläggning. 

Genom att dra nytta av Kenyas rikliga förnybara geotermiska energi för att avskilja koldioxid från luft och säkert lagra den under jord har Octavia utvecklat en skalbar teknik som bygger på de unika prestandaegenskaperna hos Vaisalas sensorer för mätning av koldioxid.

Bakgrund

Globala insatser för att bekämpa klimatförändring syftar till att sänka nivåerna av växthusgaser i atmosfären. Detta kan uppnås genom att växthusgasutsläppen från till exempel industri, byggnader och transporter minskar samt genom att växthusgaser tas bort från atmosfären. Koldioxidavskiljning kan tillämpas i båda dessa scenarier, genom att koldioxid fångas in från punktkällors utsläpp och genom att koldioxid fångas in direkt från luften – DAC.

DAC-processen kräver energi, så för att processen ska ge en nettominskning av växthusgaser måste energitillförseln vara koldioxidneutral. Här har Kenya en betydande fördel – Kenyas sjösystem har en enorm potential inom geotermisk energi. Tektoniska plattors rörelser för omkring 25 miljoner år sedan har gjort det möjligt för vatten att tränga ner och komma i kontakt med heta bergarter 1–3 km under ytan, vilket har skapat en blandning av överhettat vatten under högt tryck och ånga – perfekta förhållanden för att generera geotermisk energi.

I dag produceras cirka 90 % av Kenyas elektricitet från förnybara energikällor, där geotermisk energi fortfarande är den betydelsefullaste källan. Landets geotermiska kraftverk genererar också spillvärme, och Octavia Carbons teknik har utformats för att dra nytta av denna resurs. Dessutom är denna underjordiska vulkaniska geologi idealisk för permanent underjordisk lagring av koldioxid.

Hur väl DAC fungerar beror till stor del på hur effektivt processen kan ta bort koldioxid från luften. I synnerhet måste DAC-operatörer maximera skillnaden mellan flödet av infångad koldioxid och koldioxidutsläppen från avskiljningsprocessen. En noggrann mätning av koldioxidkoncentration är därför avgörande. 

Octavia Carbon

Octavia Carbon, som grundades 2022 av två innovatörer och nu har över 60 anställda, arbetar på att sänka DAC-teknikens kostnad och öka dess effekt. Företagets mål är att erbjuda en effektiv lösning för varaktig koldioxidborttagning och att fungera som en katalysator för grön industriell tillväxt och klimaträttvisa i den globala södern.

I september 2025 avslutades den andra upplagan av Africa Climate Summit med en tydlig uppmaning att positionera Afrika som en drivande kraft för lösningar inom den globala klimatekonomin, snarare än som ett offer för klimatförändringarna. Octavia Carbon grundades för att bli en av dessa lösningar.

Octavia erbjuder ett antal koldioxidavskiljningspaket som gör det möjligt för privatpersoner och organisationer att ge filantropiska donationer och/eller kompensera för sina koldioxidutsläpp. Dessutom kan organisationer som ägnar sig åt utsläppshandel köpa koldioxidkrediter direkt av Octavia.

Efter att ha fångat in koldioxid direkt från den omgivande luften förvandlar Octavia gasen till vätska och överför den till en partner för permanent geologisk lagring under jord. 

Koldioxidmätningsutmaning

Octavias optimeringsteam var medvetet om behovet av att utveckla en DAC-process som är så effektiv som möjligt och behövde kunna ta noggranna in-situ mätningar i varje steg av processen. Dessutom är verifieringen av Octavias process för koldioxidavskiljning endast möjlig med hjälp av noggranna och tillförlitliga koldioxidmätningar.

Octavias personal testade och avfärdade flera produkter från tillverkare av koldioxidsensorer innan de valde Vaisalas produkter. Khamis Mwalwati Muniru, processoptimeringsansvarig på Octavia, förklarar. ”Mitt team genomför noggranna tester av material för att bedöma deras effektivitet inom koldioxidavskiljning. Denna process kräver exakt koldioxidövervakning över ett brett koncentrationsområde, från 0 till 100 volymprocent vid koldioxidutsläppsfasen och ned till under 400 ppm vid koldioxidavskiljning, vilket kräver exceptionell mätnoggrannhet.”

Khamis upptäckte att vissa sensorer kunde mäta noggrant vid några koncentrationer, men inte vid alla, och att tillförlitligheten blev ett problem med en del sensorer. ”Vi måste kunna mäta koldioxidnivåer noggrant, från en omgivningskoncentration på cirka 430 ppm hela vägen upp till 99,99 % avskild koldioxid”, säger han. ”Vaisalas sensorer var de enda som kunde leverera den noggrannhet som krävs över ett så brett område.”

Utöver mätnoggrannhet krävde Khamis team även mätstabilitet. ”Vår DAC-process är i princip en batchprocess, vilket innebär att sensormätningarna varierar från mycket låga till mycket höga värden under en kort tid – vanligtvis runt en timme. Vi upptäckte att några av de ursprungliga (nu kasserade) sensorerna förlorade noggrannhet under en cykel, vilket hade två betydande konsekvenser. För det första var vi ofta tvungna att genomföra besvärliga och tidskrävande omkalibreringar. För det andra, och viktigast av allt, kunde vi inte lita på mätningarna för att identifiera den punkt då sorbenten var helt mättad.”

Vaisalas lösning visade sig vara idealisk för koldioxidavskiljning

Octavias processoptimeringsteam utvärderade Vaisalas koldioxidprob GMP343 och fann att den var idealisk för deras tillämpning. ”Utöver ett stort mätområde krävde vi också hög noggrannhet vid nivåer under 400 ppm, vilket inte var möjligt med de flesta andra sensorer som vi testade”, förklarar Khamis. ”Så vi blev mycket glada när vi upptäckte att GMP343 kunde uppnå detta med en noggrannhet på ±3 ppm och långsiktig stabilitet. Lyckligtvis innebar detta att vi inte behövde kalibrera om innan varje test.”

GMP343 använder Vaisalas CARBOCAP®-teknik, en kiselbaserad icke-dispersiv infraröd (NDIR) enkelstrålig sensor med dubbla våglängder utan rörliga delar. CARBOCAP®-sensorer erbjuder hög stabilitet över tid eftersom de har ett mikromekaniskt FPI-filter som ger en referensmätning, vilken kompenserar för eventuella förändringar i ljuskällans intensitet samt för kontaminering och ansamling av smuts i den optiska vägen. För Octavia innebar denna stabilitet en utmärkt nivå på ±2 % av avläsningen per år.

Förutom GMP343 använder Octavia även Vaisala MGP241, som har utvecklats specifikt för koldioxidavskiljningsprocesser och ger tillförlitliga mätningar i våta och krävande miljöer. MGP241 gör kontinuerliga in-situ mätningar med automatisk temperatur- och tryckkompensation, har ett mätområde från 0 till 100 volymprocent koldioxid och använder även CARBOCAP®-teknik för långsiktig stabilitet. MGP241 visade sig vara ideal för mätning efter adsorption.

Vaisalas försäljningschef för afrikanska industrimätningar Samy Oumaziz säger: ”Vi är mycket glada över att kunna hjälpa Octavia Carbon, inte bara med att förbättra processkontrollen och säkerställa tillförlitliga koldioxidmätningar, utan också eftersom denna DAC-process är skalbar, och vi ser positivt på framtiden. Vi arbetade i nära samarbete med Octavia för att få en djupgående förståelse för deras DAC-process, definiera de höga kraven på mätningarna och leverera en skräddarsydd lösning för koldioxidmätningar som stödjer Octavias framtida tillväxt och främjar den bredare utvecklingen av afrikansk klimatinnovation.”

Octavia Carbons DAC-process 

Processen har tre huvudsakliga faser – adsorption, desorption och förvätskning/injektion. Varje fas kräver energi, men tack vare Kenyas goda tillgång till förnybar geotermisk energi är Octavias processer kostnadseffektiva och koldioxidnegativa.

I den första fasen sugs omgivningsluften (med cirka 430 ppm koldioxid) in i DAC-maskinen, där den passerar genom ett filter som innehåller kemiska sorbenter. Dessa kemikalier binder selektivt koldioxid och tar därmed bort den från luften, tills filtermaterialet blir helt mättat med koldioxid.

Under desorptionsfasen exponeras filtermaterialet mot indirekt värme under vakuum, vilket gör att det släpper ifrån sig koncentrerad koldioxid, vilken extraheras. Denna process regenererar filtren för återanvändning.

I det sista steget komprimeras och kyls den insamlade koldioxiden så att den förvätskas. Den kan sedan transporteras till säkra geologiska platser, där den injiceras djupt under jorden i lämpliga bergformationer. Under dessa förhållanden mineraliseras koldioxiden gradvis med tiden genom en process som kallas karbonatisering och blir en permanent del av berggrunden.

Viktigt är att Octavias DAC-process är helt modulbaserad och därför skalbar, så företaget har ambitiösa tillväxtmål. Företaget har som mål att ta upp 1 000 ton koldioxid årligen med den första kommersiella anläggningen (Project Hummingbird) år 2026, och strävar efter att ta upp över en miljon ton årligen år 2030.

Sammanfattning 

Vaisalas produktlinjechef Antti Heikkilä säger: ”Vi är mycket glada över att kunna hjälpa Octavia Carbon med detta spännande projekt. Våra unika koldioxidprober utvecklades specifikt för utmanande tillämpningar som denna. Vårt kärnsyfte är ”Taking Every Measure for the Planet”, och detta projekt är ett perfekt exempel på hur Vaisalas mätteknik bidrar till att bekämpa klimatförändring.”

”I slutändan kommer DAC-processens roll att avgöras av kostnaden per ton koldioxid som tas upp”, förklarar Khamis. ”I Kenyas sjösystem har vi fördelen att kunna dra nytta av koldioxidfri geotermisk energi, men skalbarheten i vår teknik är till stor del beroende av processoptimering.”

Noggranna och tillförlitliga koldioxidmätningar är avgörande för både processoptimerings- och driftsteamen på Octavia Carbon. Utan noggranna mätningar skulle det inte vara möjligt att välja ut sorbenten och förbättra dess prestanda. På samma sätt möjliggör noggranna mätningar effektiv processtyrning, vilket gör det möjligt för driftspersonalen att till exempel identifiera den exakta punkten då sorbenten mättas.

Noggrann och snabb identifiering av sorbentens mättnadspunkt är avgörande för processeffektiviteten, eftersom det hjälper till att maximera koldioxidupptaget samtidigt som kostnaderna minimeras, tid sparas och processens energiförbrukning sänks.

Slutligen, och kanske viktigast av allt, är det avgörande att Octavia Carbons kunder har fullt förtroende för noggrannheten och tillförlitligheten hos koldioxidkrediterna de köper. Detta kommer att baseras på ackreditering från tredje part, men den beror också helt på noggranna koldioxidmätningar.