Techno-ökonomische und sicherheitstechnische Bewertung der Auswirkungen von CO2-Verunreinigungen auf deren Transport und Lagerung
Carbon Capture and Storage (CCS) beinhaltet die Abscheidung von CO2 aus Kraftwerken und anderen großen CO2-emittierenden Industrien, gefolgt von der Beförderung zu geologischen Standorten mit Hochdruck-Pipelines. Allerdings enthält das eingefangene CO2 verschiedene Verunreinigungen wie Blei, Quecksilber und Arsen, die jeweils einen einzigartigen Einfluss auf die verschiedenen Teile der CCS-Kette haben. Das von der EU finanzierte Projekt CO2QUEST (Techno-economic assessment of CO2 quality effect on its storage and transport) vereinte führende Forscher und die wichtigsten Interessengruppen, um computergestützte Studien durchzuführen, die von großmaßstäblichen Experimenten gestützt werden, um CO2-Mischungen zu identifizieren, welche die tiefgreifendsten Auswirkungen auf die verschiedenen Glieder der CCS-Kette haben. Insbesondere charakterisierte das Projekt die Auswirkungen von Verunreinigungen auf die Kosten und Sicherheit des CO2-Pipeline-Transports auf der Grundlage der Analyse des Pipeline-Druckabfalls, der Kompressionskraftanforderungen sowie der Pipeline-Neigung zur duktilen und spröden Bruchausbreitung und Korrosion. Darüber hinaus wurden die Auswirkungen der CO2-Verunreinigungen auf die geologische Lagerung auf der Grundlage der Analyse der geochemischen Wechselwirkungen innerhalb der Lagerstätte unter Berücksichtigung der daraus resultierenden Gesundheits- und Umweltgefahren untersucht und quantifiziert. Die vom CO2QUEST-Team durchgeführte Kosten-Nutzen-Analyse lieferte Empfehlungen für Toleranzwerte gegenüber Verunreinigungen und Mischprotokolle sowie Kontrollmessungen in Rohrleitungsnetzen und Speicherinfrastrukturen. COQUEST führte zu mehr als 100 Publikationen und wurde mit dem Highly Commended Global Process Safety Award der Institution of Chemical Engineers ausgezeichnet. CO2QUEST hat zur Entwicklung der grundsätzlich wichtigen Erkenntnisse, Rechenwerkzeuge und zu experimentellen Testanlagen von Weltrang geführt, die zur Ermittlung des optimalen CO2-Verunreinigungsgrades erforderlich sind, um den sicheren und wirtschaftlichen Betrieb von CCS zu ermöglichen. Dies wird dazu beitragen, den Einsatz von CCS als Schlüsseltechnologie zur Bekämpfung der globalen Erwärmung zu beschleunigen. Die im Rahmen des CO2QUEST-Projekts entwickelten CCS-Testanlagen umfassen die Pipeline-Rupture-Testanlage, siehe Video von Pipeline Rupture Test, eine neuartige umfangreich instrumentierte mittelgroße Hochdruck-Testleitung. Ebenfalls konstruiert wurde ein instrumentierter Tiefbrunnen (1,6 km und eine flache Wasser-Aquifer CO2-Speicher-Testanlage für das Studium der CO2-Abluftfahnenmigration während der Lagerung.
Schlüsselbegriffe
Kohlendioxid, Verunreinigungen, Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid, CO2QUEST, numerische Modelle, Rechenmodelle
