Porthos: Un approccio entusiasmante alla cattura e allo stoccaggio del carbonio

Approccio alla cattura e allo stoccaggio del carbonio

Perché la misurazione dell'umidità è cruciale per la CCS

Il gruppo di tre giacimenti di gas P18 si trova a circa 3,5 km sotto le acque poco profonde del Mare del Nord, appena al largo della costa dei Paesi Bassi.  Il primo di questi giacimenti - P18-2 - è stato scoperto nel 1985 ed è entrato in funzione nel 1997, mentre i giacimenti più piccoli P18-4 e P18-6 hanno iniziato la produzione rispettivamente nel 1993 e nel 2003.  Sebbene la produzione del gruppo P18 abbia raggiunto il picco nel 1998, il gas ha continuato a fluire per un altro decennio e, nel 2018, sono stati estratti 13,5 miliardi di metri cubi di gas naturale. 

Sebbene i giacimenti siano esauriti e non più commercialmente redditizi per la produzione di gas, ora hanno trovato una nuova vita come serbatoi per l'anidride carbonica (CO₂), che sarà catturata dagli impianti di processo industriale intorno al porto di Rotterdam. 

Questa idea entusiasmante e fantasiosa si chiama Porthos, acronimo di Port of Rotterdam Transport Hub and Offshore Storage.  Porthos è guidato dall'Autorità portuale di Rotterdam, in collaborazione con le società energetiche Gasunie ed Energie Beheer Nederland (EBN), ed è riconosciuto dalla Commissione europea come un progetto infrastrutturale vitale.  Soprattutto, sta svolgendo un ruolo trasformativo nell'espansione dei progetti di cattura e stoccaggio del carbonio (CCS) e di cattura e utilizzo del carbonio (CCU) in tutto il mondo, nell'ambito della spinta globale verso la realizzazione di Net Zero. 

La cattura e lo stoccaggio del carbonio iniziano nel 2026

Se tutto va secondo i piani, il processo di iniezione di CO₂ nei giacimenti P18 inizierà nel 2026.  Porthos ha stipulato un contratto con quattro partner di sviluppo congiunto - Air Liquide, Air Products, ExxonMobil e Shell - per aiutarli a ridurre le loro emissioni di carbonio e a raggiungere i loro obiettivi climatici, passando al contempo a forme di produzione energetica più pulite.  In totale, le quattro aziende cattureranno 2,5 milioni di tonnellate metriche di CO₂ ogni anno. 

La CO₂ in forma gassosa sarà immessa, a una pressione di 35 bar, in una nuova conduttura che verrà posata attraverso l'area portuale di Rotterdam.  Passerà poi attraverso una stazione di compressione, dove la pressione verrà aumentata a 130 bar, per essere poi trasportata attraverso una condotta offshore alla piattaforma P18-A, precedentemente utilizzata come parte del processo di estrazione del gas naturale. 

Da qui, la CO₂ sarà iniettata nel giacimento attraverso un pozzo metallico esistente, dotato di una nuova camera d'aria.  Con l'aumento della pressione della CO₂ nella condotta offshore durante il primo periodo di funzionamento, lo stato del fluido può passare da vapore a fase densa supercritica, a seconda della temperatura; la fase densa supercritica è ottimale per l'efficienza, poiché la CO₂ avrà la viscosità di un gas ma la densità di un liquido. 

Il giacimento è costituito da rocce porose di arenaria, risalenti al Triassico inferiore e appartenenti al Sottogruppo Triassico Principale di Buntsandstein.  Queste giacciono al di sotto di uno strato non permeabile di capstone, formato da siltiti, argilliti, evaporiti e dolostoni.  Questa disposizione permette di immagazzinare grandi volumi di CO₂ all'interno della roccia porosa, mentre le pietre di copertura impediscono la fuoriuscita del gas.  Una volta raggiunta la capacità, ogni giacimento verrà sigillato e poi monitorato continuamente, con una pressione finale del serbatoio vicina a quella del gas naturale originale. 

Mantenere qualità, sicurezza ed efficienza

Il progetto Porthos catturerà la CO₂ da una serie di processi industriali, ognuno dei quali potenzialmente introdurrà una Range di contaminanti che possono influire sulla qualità, la sicurezza e l'efficienza dell'operazione di cattura e stoccaggio del carbonio a valle.  I contaminanti possono includere idrocarburi provenienti dalla raffinazione del petrolio, zolfo dai gas di combustione, ammine dallo stripping dei gas e umidità dalle operazioni di processo e di trasporto. 

Contaminanti come l'umidità possono creare un Range di problemi.  Il vapore acqueo può condensare in un liquido, congelare in ghiaccio e reagire con CO₂ e composti di zolfo per formare acidi aggressivi.  I risultati includono la corrosione delle superfici metalliche, l'ostruzione delle condutture e il danneggiamento di parti mobili come le pale dei compressori ad alta velocità. 

Esiste quindi un solido insieme di specifiche di progetto per controllare la qualità del gas CO₂.  Ad esempio, i composti totali di zolfo devono essere inferiori a 20 ppm (micromol/mol), mentre il contenuto massimo di umidità non può essere superiore a 70 ppm e il gas deve essere privo di qualsiasi contenuto liquido fino ad almeno -10°C a una condizione di analisi standardizzata di 20 bara.  

Per soddisfare questi criteri, è essenziale mantenere una misurazione accurata e costante dei contaminanti lungo tutta la catena del processo, dal punto in cui il carbonio viene catturato all'iniezione finale nel serbatoio.  Ad esempio, dispositivi avanzati come l'Analizzatore del punto di rugiada per idrocarburi di Michell Instruments Condumax II Dew-Point Analyzer possono svolgere un ruolo chiave, fornendo una misura precisa del punto di rugiada. 

I nostri strumenti più recenti si basano su tecnologie di sensori collaudate, sono semplici da configurare e utilizzare e sono stati installati come strumenti di riferimento dai principali laboratori di calibrazione di tutto il mondo.  Per questo motivo, offrono una soluzione ideale per le organizzazioni che vogliono sfruttare il potenziale della cattura e dello stoccaggio del carbonio in modo sicuro ed efficiente.  

Con oltre 40 anni di esperienza nello sviluppo di strumenti di precisione innovativi, siamo gli esperti nelle misure del dew-point per tutte le applicazioni di cattura e stoccaggio del carbonio. Se desiderate discutere le vostre esigenze, vi invitiamo a contattare il nostro team oggi stesso.  

Lo sapevi che?

Il progetto Porthos è rappresentativo delle oltre 250 iniziative di cattura e stoccaggio del carbonio pianificate o in fase di sviluppo in tutto il mondo.  Svolgerà un ruolo cruciale nell'aiutare i Paesi Bassi a raggiungere i loro obiettivi climatici: ridurre le emissioni nazionali di carbonio del 55% entro il 2030, rispetto ai livelli del 1990, e diventare neutrali dal punto di vista climatico entro il 2050. 

L'area portuale di Rotterdam è responsabile del 14% delle emissioni di carbonio del Paese, e molti dei grandi funzionamenti petrolchimici e di produzione di energia sono ideali per il processo di cattura del carbonio.  Sebbene la maggior parte della CO₂ catturata dal progetto Porthos sarà immagazzinata in bacini offshore, ci sono anche iniziative per esplorare modi in cui la CO₂ può essere utilizzata come materia prima. Un ottimo esempio è Alco Energy, che cattura la CO₂ dal suo impianto di etanolo e la convoglia direttamente nelle serre dove viene utilizzata per promuovere la crescita di pomodori e peperoni. 