Design, bygging og innstallering av prototype Cignus massestrømsmåler for CO₂-testing ved Equinor P-Lab.

Bakgrunn
Cignus Instruments AS utvikler et nytt og patentert konsept for massestrømsmåling av væsker og
gasser med spesielle fortrinn innen fremvoksende H2 og CCS verdikjeder.

Industrien vil innenfor nåværende og fremtidige CCS prosjekter ha behov for måleprinsipper som dekker tilstrekkelig høy nøyaktighet, høye rater og derav store dimensjoner, samt direkte måling av massestrøm. Per i dag er det store begrensninger på dimensjonering av massestrømsmålere for CCS, hvor ingen eksisterende teknologier fullt ut tilfredsstiller alle spesifikasjonskrav. Tradisjonelle Coriolis målere regnes som den mest nøyaktige teknologien, men har begrensninger ved skalering til store dimensjoner, spesielt ved høye operasjonstrykk.
Dessuten har denne teknologien et betydelig internt trykkfall, som gir utfordringer ved måling av væsker nær kokepunktet med risiko for kavitasjon og dermed større måleusikkerhet.

Cignus sitt måleprinsipp gir en forenklet og mer nøyaktig måling av CO₂ ved oppskalering til store rørledninger og høye operasjonstrykk, og er dessuten egnet for havbunnsinstallasjon. Ett viktig første steg er å få testet en industriell prototype med CO₂, i både gass, væske og superkritisk fase, for videre utvikling av prinsippet til bruk i CCS industrien.

Målsetning
Målet med prosjektet er å demonstrere teknologiske fortrinn ved Cignus-teknologi for en enklere og mer nøyaktig massestrømsmåling av CO₂ ved oppskalering til storskala CCS anlegg, og eksperimentelt verifisere at Cignus sin løsning har potensiale til å lukke teknologigap gjennom CCS verdikjeden.

Aktiviteter
Hovedaktiviteter i prosjektet har vært design og bygging av en industriell prototype måler, utvikling av elektronikk og software algoritmer for instrument, tilpassing og installering av instrument i semi-industriell test-loop ved Equinor P-Lab, samt gjennomføring av dedikert testkampanje for CO₂-måler. En vellykket CO₂-testkampanje ved Equinor P-Lab vil gi verdifulle data for å framskynde utviklingen av sluttproduktet og for at industrien kan ta i bruk teknologien.

Hva har prosjektet oppnådd
Prototype CO₂-måler prototype er tidligere testet i vann- og nitrogenstrøm ved uavhengige kalibreringslaboratorier, som har demonstrert nøyaktighets¬potensiale sammenlignbart med tradisjonelle coriolis målere. I tillegg er det gjennomført innledende karakterisering i CO₂ ved IFE Falcon testloop for utvikling av driver- og sensoralgoritmer, samt kompenseringsalgoritmer.

Prototype CO₂-måler ble installert i testloop ved Equinor P-Lab i september, og CO₂-testkampanjen gjennomført i oktober/november 2023. De viktigste tekniske resultatene fra disse testene er at trykkfallet gjennom måleren er begrenset til ca 1/10 av trykkfallet gjennom en rettrørs Coriolis-måler med samme kapasitet, og at måleavvik for Cignus-måleren er tilsvarende som for rettrørs Coriolis-måleren. Lavt permanent trykkfall er svært viktig for å minimalisere risiko for koking og dermed økt måleusikkerhet ved måling av CO₂ i væskefase.

Hovedmålet med å demonstrere teknologisk fortrinn med lavt permanent trykkfall for Cignus-teknologien for CCS-anvendelser er dermed oppnådd. Siden testene ved P-Lab fortsatt er innenfor spesifikasjonsområdet til tradisjonell coriolis teknologi, er ikke ulempene ved coriolis teknologien fullt ut demonstrert, selv om det er kjent at fullskala CCS-anlegg mangler gode løsninger for enkle og tilstrekkelig nøyaktige fiskale målinger.

Veien videre
Neste trinn i utviklingen er å bygge en oppskalert CO₂-måler for installering i et storskala CCS pilotanlegg, som f.eks. Northern Lights fase 1, eller tilsvarende CCS pilotanlegg innen begynnelsen av 2025. Motivasjonen for dette er et ønske om tidligst mulig test av vår teknologi i en oppskalert installasjon under kontinuerlig drift, og dermed skaffe mest mulig felterfaring for ny måleteknologi.

Parallelt med en slik pilotinstallasjon, planlegges det for bygging og kvalifisering av endelig produkt for installasjon i storskala CCS-anvendelser fra 2026.