Warum Feuchtigkeitsmessung für CCS entscheidend ist
Das P18-Cluster aus drei Gasfeldern liegt etwa 3,5 km unter dem flachen Wasser der Nordsee, direkt vor der Küste der Niederlande. Das erste dieser Felder - P18-2 - wurde 1985 entdeckt und 1997 in Betrieb genommen, die kleineren Gasfelder P18-4 und P18-6 begannen 1993 bzw. 2003 mit der Produktion. Obwohl die Ausgänge des P18-Clusters 1998 ihren Höhepunkt erreichten, floss das Gas noch ein Jahrzehnt weiter, und bis 2018 wurden 13,5 Mrd. m³ Erdgas gefördert.
Obwohl die Felder erschöpft und für die Gasförderung nicht mehr rentabel sind, haben sie nun ein neues Leben als Lagerstätten für Kohlendioxid (CO2) gefunden, das aus industriellen Prozessanlagen rund um den Rotterdamer Hafen abgefangen werden soll.
Diese spannende und phantasievolle Idee heißt Porthos, kurz für Port of Rotterdam Transport Hub and Offshore Storage. Porthos wird vom Hafenbetrieb Rotterdam geleitet, der mit den Energieunternehmen Gasunie und Energie Beheer Nederland (EBN) zusammenarbeitet, und ist von der Europäischen Kommission als wichtiges Infrastrukturprojekt anerkannt. Das Projekt ist von der Europäischen Kommission als wichtiges Infrastrukturprojekt anerkannt. Vor allem aber spielt es eine entscheidende Rolle bei der Ausweitung von Projekten zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CCS) und zur Abscheidung und Nutzung von Kohlendioxid (CCU) auf der ganzen Welt, als Teil des globalen Bestrebens, den Netto-Nullpunkt zu erreichen.
Kohlenstoffabscheidung und -speicherung ab 2026
Wenn alles nach Plan läuft, wird der Prozess der CO2-Injektion in die P18-Felder im Jahr 2026 beginnen. Porthos hat mit vier Joint Development Partners - Air Liquide, Air Products, ExxonMobil und Shell - einen Vertrag geschlossen, um sie bei der Reduzierung ihrer Kohlenstoffemissionen und der Erreichung ihrer Klimaziele zu unterstützen und gleichzeitig den Übergang zu saubereren Energieerzeugungsformen zu vollziehen. Insgesamt werden die vier Unternehmen 2,5 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr abscheiden.
CO2 in gasförmiger Form wird mit einem Druck von 35 bar in eine neue Pipeline eingespeist, die durch das Rotterdamer Hafengebiet verlegt wird. Anschließend wird es durch eine Kompressorstation geleitet, in der der Druck auf 130 bar erhöht wird, um anschließend durch eine Offshore-Pipeline zur Plattform P18-A geleitet zu werden, die zuvor im Rahmen der Erdgasförderung genutzt wurde.
Von dort aus wird das CO2 über eine bestehende metallverrohrte Bohrung, die mit einem neuen Innenrohr versehen ist, in die Lagerstätte eingeleitet. Da der CO2-Druck in der Offshore-Pipeline während der frühen Betriebszeit ansteigt, kann der Flüssigkeitszustand je nach Temperatur von der Dampfphase in die überkritische dichte Phase übergehen; die überkritische dichte Phase ist optimal für die Effizienz, da das CO2 die Viskosität eines Gases, aber die Dichte einer Flüssigkeit hat.
Die Lagerstätte besteht aus porösen Sandsteinfelsen, die aus der Untertrias stammen und zur triassischen Hauptbuntsandstein-Untergruppe gehören. Diese liegen unter einer undurchlässigen Schicht aus Decksteinen, die aus Schluffsteinen, Tonsteinen, Evaporiten und Dolomitsteinen gebildet werden. Durch diese Anordnung können große Mengen CO2 in dem porösen Gestein gespeichert werden, während die Decksteine das Entweichen des Gases verhindern. Sobald jedes Feld seine Kapazität erreicht hat, wird es versiegelt und anschließend kontinuierlich überwacht, wobei der endgültige Lagerstättendruck in der Nähe des ursprünglichen Erdgasdrucks liegen soll.
Erhaltung von Qualität, Sicherheit und Effizienz
Im Rahmen des Porthos-Projekts wird CO2 aus einer Vielzahl industrieller Prozesse abgeschieden, die jeweils eine Reihe von Verunreinigungen einbringen können, die die Qualität, Sicherheit und Effizienz des nachgeschalteten Betriebs der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung beeinträchtigen können. Zu den Verunreinigungen können Kohlenwasserstoffe aus der Erdölraffination, Schwefel aus Rauchgasen, Amine aus der Gasabscheidung und Feuchtigkeit aus Prozess- und Transportvorgängen gehören.
Verunreinigungen wie Feuchtigkeit können eine Reihe von Problemen verursachen. Wasserdampf kann zu einer Flüssigkeit kondensieren, zu Eis gefrieren und mit CO2 und Schwefelverbindungen reagieren und aggressive Säuren bilden. Die Folgen sind Korrosion von Metalloberflächen, Verstopfungen von Rohrleitungen und Schäden an beweglichen Teilen wie z. B. hochdrehenden Verdichterschaufeln.
Daher gibt es eine Reihe von Projektspezifikationen zur Kontrolle der Qualität des CO2-Gases. So muss der Gesamtgehalt an Schwefelverbindungen unter 20 ppm (Mikromol/Mol) liegen, der maximale Feuchtigkeitsgehalt darf 70 ppm nicht überschreiten und das Gas muss bei einer standardisierten Analysebedingung von 20 Bara bis zu einer Temperatur von mindestens -10°C frei von jeglichen flüssigen Bestandteilen sein.
Um diese Kriterien zu erfüllen, ist eine genaue und konsistente Messung der Verunreinigungen über die gesamte Prozesskette hinweg erforderlich, von der Abscheidung des Kohlenstoffs bis zur endgültigen Injektion in die Lagerstätte. So können fortschrittliche Geräte wie der Condumax II Taupunktanalysator von Michell Instruments eine Schlüsselrolle spielen, indem sie eine präzise Messung des Kohlenwasserstoff-Taupunktes ermöglichen.
Unsere neuesten Geräte basieren auf bewährten Sensortechnologien, sind einfach einzurichten und zu bedienen und werden von führenden Kalibrierlaboratorien auf der ganzen Welt als Referenzgeräte eingesetzt. Damit bieten sie eine ideale Lösung für Unternehmen, die das Potenzial der Kohlenstoffabscheidung und -speicherung sicher und effizient nutzen wollen.
Mit über 40 Jahren Erfahrung in der Entwicklung innovativer Präzisionsinstrumente sind wir die Anwendungsexperten für Taupunktmessungen für alle Anwendungen im Bereich Carbon Capture and Storage. Wenn Sie Ihre Anforderungen besprechen möchten, wenden Sie sich bitte noch heute an unser Team.
Das Porthos-Projekt steht stellvertretend für die mehr als 250 Initiativen zur Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid, die weltweit geplant sind oder sich in der Entwicklung befinden. Es wird entscheidend dazu beitragen, dass die Niederlande ihre Klimaziele erreichen - die nationalen Kohlenstoffemissionen bis 2030 um 55 % gegenüber dem Stand von 1990 zu senken und bis 2050 klimaneutral zu sein.
Das Rotterdamer Hafengebiet ist für 14 % der Kohlenstoffemissionen des Landes verantwortlich, wobei sich viele der großen petrochemischen und energieerzeugenden Betriebe ideal für die Kohlenstoffabscheidung eignen. Obwohl der Großteil des im Rahmen des Porthos-Projekts abgeschiedenen CO2 in Offshore-Reservoirs gespeichert werden soll, gibt es auch Initiativen zur Erforschung von Möglichkeiten, wie CO2 als Rohstoff verwendet werden kann. Ein gutes Beispiel ist Alco Energy, das CO2 aus seiner Ethanolanlage abfängt und direkt in Gewächshäuser leitet, wo es zur Förderung des Wachstums von Tomaten und Paprika verwendet wird.
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