Porthos: Uma abordagem empolgante para a captura e o armazenamento de carbono

Por que a medição da umidade é crucial para a CCS

O conjunto P18 de três campos de gás fica a aproximadamente 3,5 km abaixo das águas rasas do Mar do Norte, próximo à costa da Holanda.  O primeiro desses campos - P18-2 - foi descoberto em 1985 e entrou em operação em 1997, com os campos de gás menores P18-4 e P18-6 iniciando a produção em 1993 e 2003, respectivamente.  Embora a produção do cluster P18 tenha atingido o pico em 1998, o gás continuou a fluir por mais uma década e, em 2018, 13,5 bcm de gás natural haviam sido extraídos. 

Embora os campos estejam esgotados e não sejam mais comercialmente viáveis para a produção de gás, eles agora encontraram uma nova vida como reservatórios de dióxido de carbono (CO₂), que será capturado de plantas de processos industriais ao redor do porto de Roterdã. 

Essa ideia empolgante e imaginativa chama-se Porthos, abreviação de Port of Rotterdam Transport Hub and Offshore Storage.  O Porthos é liderado pela Autoridade do Porto de Roterdã, trabalhando com as empresas de energia Gasunie e Energie Beheer Nederland (EBN), e é reconhecido pela Comissão Europeia como um projeto de infraestrutura vital.  Mais importante ainda, ele está desempenhando um papel transformador na expansão dos projetos de Captura e Armazenamento de Carbono (CCS) e Captura e Utilização de Carbono (CCU) em todo o mundo, como parte do esforço global para atingir o Zero Líquido. 

A captura e o armazenamento de carbono começam em 2026

Se tudo correr conforme o planejado, o processo de injeção de CO₂ nos campos de P18 começará em 2026.  A Porthos fez um contrato com quatro Parceiros de Desenvolvimento Conjunto - Air Liquide, Air Products, ExxonMobil e Shell - para ajudá-los a reduzir suas emissões de carbono e cumprir seus objetivos climáticos enquanto fazem a transição para formas de produção de energia mais limpa.  No total, as quatro empresas capturarão 2,5 milhões de toneladas métricas de CO₂ por ano. 

O CO₂ em forma gasosa será alimentado, a uma pressão de 35 bar, em um novo oleoduto que está sendo instalado na área do porto de Roterdã.  Em seguida, ele passará por uma estação de compressão, onde a pressão será aumentada para 130 bar, para posterior transmissão por meio de um oleoduto offshore para a plataforma P18-A, que era usada anteriormente como parte do processo de extração de gás natural. 

A partir daí, o CO₂ será injetado no reservatório por meio de um poço metálico existente, equipado com um novo tubo interno.  À medida que a pressão do CO₂ aumenta na tubulação offshore durante o período inicial de operação, o estado do fluido pode passar da fase de vapor para a fase densa supercrítica, dependendo da temperatura; a fase densa supercrítica é ideal para a eficiência, pois o CO₂ terá a viscosidade de um gás, mas a densidade de um líquido. 

O reservatório consiste em rochas porosas de arenito, do período Triássico Inferior e pertencentes ao Subgrupo Triássico Principal Buntsandstein.  Essas rochas ficam abaixo de uma camada não permeável de capstones, formada por siltitos, argilitos, evaporitos e dolostones.  Esse arranjo permite que grandes volumes de CO₂ sejam armazenados dentro da rocha porosa, enquanto as pedras de cobertura impedem que o gás escape.  Quando cada campo tiver atingido sua capacidade, ele será selado e monitorado continuamente, com a pressão final do reservatório próxima à pressão original do gás natural. 

Manutenção da qualidade, segurança e eficiência

O projeto Porthos capturará CO₂ de uma variedade de processos industriais, cada um dos quais potencialmente introduzirá uma série de contaminantes que podem afetar a qualidade, a segurança e a eficiência da operação de Captura e Armazenamento de Carbono a jusante.  Os contaminantes podem incluir hidrocarbonetos do refino de petróleo, enxofre dos gases de combustão, aminas da remoção de gás e umidade das operações de processo e transporte. 

Os contaminantes, como a umidade, podem criar uma série de problemas.  O vapor de água pode se condensar em um líquido, congelar em gelo e reagir com CO₂ e compostos de enxofre para formar ácidos agressivos.  Os resultados incluem corrosão de superfícies metálicas, bloqueios de tubulações e danos a peças móveis, como lâminas de compressores de alta velocidade. 

Existe, portanto, um conjunto robusto de especificações de projeto para controlar a qualidade do gás CO₂.  Por exemplo, o total de compostos de enxofre deve ser inferior a 20 ppm (micromol/mol), enquanto o teor máximo de umidade não pode ser superior a 70 ppm, com o gás livre de todo o conteúdo líquido até pelo menos -10°C em uma condição de análise padronizada de 20 bara.  

Para atender a esses critérios, é essencial que a medição precisa e consistente dos contaminantes seja mantida em toda a cadeia do processo, desde o ponto em que o carbono é capturado até a injeção final no reservatório.  Por exemplo, dispositivos avançados como o CD603 Analisador de ponto de orvalho da Michell Instruments podem desempenhar um papel fundamental, fornecendo uma medição precisa do ponto de orvalho do hidrocarboneto. 

Nossos instrumentos mais recentes são baseados em tecnologias de sensores comprovadas, simples de configurar e usar, e instalados como instrumentos de referência pelos principais laboratórios de calibração em todo o mundo.  Dessa forma, eles oferecem uma solução ideal para organizações que desejam explorar o potencial da Captura e Armazenamento de Carbono de forma segura e eficiente.  

Com mais de 50 anos de experiência no desenvolvimento de instrumentos de precisão inovadores, somos especialistas em medições de ponto de orvalho para todas as aplicações de Captura e Armazenamento de Carbono. Se quiser discutir seus requisitos, contate nossa equipe hoje mesmo.  

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