Lossesystem for direkte CO₂-injeksjon

Bakgrunn
Nemo Maritime AS har sammen med sine industripartnere; Framo, Worley-Rosenberg, Brevik Engineering og NORCE, utviklet et konsept for skipstransport av flytende CO₂ med direkte injeksjon til lagringsreservoarer. Prosjektet ble gjennomført i perioden 2021–2024 med støtte fra Norges forskningsråd som et Industri Prosjekt Næringsliv (IPN). Resultatene inkluderer skipsdesign med lastetanker for CO₂, overføringspumper og design av prosessenheten fullt integrert for injeksjon til reservoaret. NORCE utførte en grundig studie av reservoareffektene av batch- (intervall-) injeksjon for å kvalifisere konseptet.

Koblingen fra skip til undervannsbrønnene var ikke studert, og denne koblingen var neste steg for å etablere en løsning for direkte injeksjon. OneSubsea er et ledende selskap innen undervannsutstyr og har utviklet undervannsløsninger for lasting av olje fra offshore-felt til skytteltankere. Disse lastesystemene inkluderer de grunnleggende elementene, men måtte tilpasses injeksjon av CO₂ og være kompatible med Nemo-skipsløsningen. I tillegg har OneSubsea levert brønnhodene til Northern Lights, som viser at de har en ledende rolle i å designe undervanns utstyr for CO₂-injeksjon.

Med denne bakgrunnen etablerte Nemo et konsortium for å utvikle en losseløsning for CO₂-injeksjon direkte fra et Nemo-skip, bestående av OneSubsea, Brevik, OMV og TotalEnergies, med sikte på å søke om finansieringsstøtte gjennom CLIMIT-programmet. Finansieringen var avgjørende for at partnerne skulle kunne fordele personell og budsjett. Prosjektet fikk støtte gjennom CLIMIT programmet og ble gjennomført fra Q3 2023 til Q3 2025.

Mål
Målet for prosjektet har vært å utvikle og kvalifisere en sikker, fleksibel og kostnadseffektiv løsning for lossing av flytende CO₂ fra et skip til en undervannsbrønn, basert på eksisterende lossesystemer som brukes til oljelasting.

Aktiviteter
Omfanget beskriver alle elementene for lossetilkoblingen mellom skipet og undervannsbrønnen. Skipet vil bli holdt på plass ved hjelp av ankere eller ved dynamisk posisjonering og koblet til slangen/stigerøret som vil overføre CO₂ fra skipet til undervannsinfrastrukturen og injeksjonsbrønnene, og til slutt inn i reservoaret. Prosjektet har adressert utfordringene knyttet til injeksjon av CO₂ med lavere temperaturer og høyere trykk enn for lossing av olje, i tillegg til de generelle materialutfordringene som oppstår fra CO₂s korrosive natur.

Utfordringen er å finne løsninger for sikker og kostnadseffektiv drift.

Arbeidet inkluderer løsninger for grunt vann og dypt vann, for både aktiv stasjonær drift (dynamisk posisjonering) og passiv stasjonær drift (forankringsløsning). Løsningene har også adressert driftskonsepter og prosedyrer for tilkobling, fra-kobling og nød situasjoner.

Resultater
Prosjektet har studert de fire løsningene som er beskrevet i arbeidsbeskrivelsen samt en løsning for nød avstengning. Arbeidet har vært basert på erfaring med offshore oljelastesystemer der til- og fra-koblingssystemene som har vist seg å være svært drifts sikre. Utfordringene knyttet til CO₂ som korrosivt medium og høyere trykk har skapt behov for å re-designe utstyret. Materialvalg er blitt adressert, men er svært følsomt for CO₂-spesifikasjonene og vil kreve ytterligere arbeid for å konkludere når endelig CO₂ spesifikasjoner er klart. Det er betydelige kostnadsmessige konsekvenser hvis dyre stållegeringer må velges.

Den endelige rapporten beskriver systemkravene som brukes for grunnleggende design, drift, sikkerhetsfilosofi, materialvalg, risikovurdering og tar for seg de fire tilkoblingsløsningene. Arbeidet har resultert i et designgrunnlag for ytterligere detaljerte studier for å forberede prototyper og produksjon. Arbeidet har ikke identifisert noen store utfordringer som vil hindre en gjennomføring av en løsning.

Videre arbeid
Videre utvikling er nødvendig for å bekrefte kostnader og kommersiell gjennomførbarhet for de ulike tilfellene. Materialvalg er en av hovedutfordringene med hensyn til CO₂-sammensetning og driftsforhold, og må tas opp når en CO₂-spesifikasjon er standardisert.

Direkte injeksjon fra et skip krever også en kontrollkabel fra skipet til brønnen som kan kobles til og fra. Kontrollsystemet trenger ytterligere arbeid og vil bli behandlet i oppfølgingsstudien som nylig ble tildelt av Gassnova til et konsortium av Nemo, OneSubsea og Framo.