Utvikling av oppkoblingsløsning med fokus på kontrollsystem for brønnstyring fra skip for direkte injeksjon av CO₂ fra skip

Bakgrunn
Nemo Maritime AS har sammen med industripartnere ( Framo, Worley-Rosenberg, Brevik Engineering, OneSubsea-SLB, OMV og TotalEnergies, samt forskningsorganisasjonen NORCE), utviklet en tekniske løsninger for transport av flytende CO₂ med direkte injeksjon til lagringsreservoarer, basert på Nemo sitt patenterte skipskonsept for skip med direkte injeksjon av CO₂. Første fase av 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.

Gjennom CLIMIT Demo(prosjekt 623318) ble det utviklet losseløsninger for injeksjon av CO₂ som gjør det mulig for skipet å koble seg til injeksjonsbrønnene på havbunnen. Løsningene inkluderer oppkobling systemer for skip for både grunt og dypt vann, med og uten forankring, samt nød-frakoblingsløsninger.
Det som gjenstod for å ha en komplet injeksjonsløsning var å utvikle en brønnkontroll løsning for å kunne styre injeksjonsbrønnene fra skipet gjennom en kabel som kan kobles til og fra skipet, sammen med losseslangen. Dette var et av målene for dette prosjektet.

Det andre målet var å øke pumpekapasiteten for å kunne øke injeksjonsraten. Vi ser at høye injeksjonsrater er gunstig for å redusere kostnadene ved skipsinjeksjon. Det var derfor behov for å øke pumpekapasiteten på pumpene som skal stå i lager tankene, som Framo AS har utviklet.
Sammen med OneSubsea-SLB AS og Framo AS ble det etablert et konsortium som søkte på prosjektstøtte fra CLIMIT Demo, som ble innvilget i juni 2026.

Mål
Prosjektet har som mål å utarbeide løsninger for kontrollkabler og styringssystemer for å kontrollere injeksjonsbrønnen direkte fra et CO₂ transportskip. Det bygger konseptløsningene for lossesystemer for direkte injeksjon av CO₂ til brønner på havbunnen, som ble utviklet i det foregående CLIMIT prosjektet. Løsningene må ha en enkel og robust tilkobling slik at skipene kan komme og gå uten tidkrevende tilkoblingsoperasjoner. I tillegg må systemene være driftssikre med gode prosedyrer slik at systemet kan bli godkjent av myndighetene. Det må også inkludere nød-frakoblingsløsninger med tilhørende prosedyrer.

I tillegg til å utvikle kontrollkabler ble det også utført konseptdesign på pumper slik at injeksjonsraten kan dobles i forhold til tidligere design, samt å og se på tiltak for å gjøre pumpene mere energi-effektive. Det ble også utredet løsninger for parallell kobling av pumper for å kunne injisere i flere brønner samtidig. Dette er også aktuelt ved lossing til lagertanker som kunne øke injeksjonsraten betydelig ved lossing til lager tanker. Dette vil gjøre skipene svært fleksible for å betjene ulike transport behov.

Målet har vært å få en komplet teknisk løsning for å kunne utføre direkte injeksjon med styring av injeksjonsbrønnene direkte fra skipet, og derved unngå å etablere egne kontroll systemer på land, eller være avhengig av bemannede plattformer.

Aktiviteter
Utvikling av brønnkontroll har bestått av følgende aktiviteter:

1. Utvikle konseptuelt design for å overføre CO₂ og signaler for brønnkontroll mellom et skip og havbunn, der
a. skipet er passivt forankret via en bøye eller forankret,
b. Skipet skipet benytter dynamiske posisjonering.
2. Utvikle funksjonelle løsninger for oppkobling og frakopling av kontroll kabel og losseslange.
3. Vurdere effekter av CO₂ for materialkvaliteter i løsningene
4. Utvikle sikkerhets systemer og prosedyrer ved nød-frakobling

Konseptutvikling for dobling av pumpekapasitet fra 250t/t til 500+ t/t har bestått av følgende aktiviteter:

1. Konseptuelt design av pumpe med kapasitet på 500 tonn per time
2. Muligheter for parallell injeksjon i flere brønner med sammenkobling av pumper
3. Optimalisering av pumper med hensyn på kraft forbruk og fleksibilitet.

Resultater:
Prosjektet har levert i henhold til målsettingene.
1) Konseptløsninger for kontrollkabel for brønnstyring består av en signalkabel som kan ligge i sjøen når skipet er under overfart, plukkes opp og kobles til skipet når det kommer på lokasjon. Det er ikke kommet frem noen tekniske hindringer for å implementere disse løsningene, som viser at det er derved teknisk mulig å utføre brønnkontroll direkte fra skip. De fleste komponenter er basert på eksisterende teknologi, men noen komponenter krever at det gjøres materialtilpasninger for CO₂. Det er også utarbeidet prosedyrer for opp- og fra-kobling av kabler til skip, samt nød-frakoblings løsning og prosedyrer.

2) Framo har utviklet en større pumpe og vurdert ulike konfigurasjoner for å muliggjøre lossing med høyere rater. Dette vil gi høyere utnyttelsesgrad av skip og derved lavere transportkostnader. I tillegg gir det større fleksibilitet med tanke på å betjene flere brønner samtidig. Parallell kobling av pumper vil være aktuelt ved lossing til et lager på land eller skip, som gjør det mulig å tilby overføring til lagre på land i kombinasjon med direkte injeksjon til havs. På denne måten kan vi redusere lagringsrisikoen og dermed også redusere behovet for beredskapsmarginer og erstatningsansvar dersom det skulle oppstå reservoarproblemer ved ett av lagringsstedene. Analysen av pumpeeffektivitet gir viktige kriterier for valg av design og konfigurasjon av pumpene for å beregne den mest mulig energi effektive løsningen for skipet.

Videre arbeid
Arbeidet som ble fullført i dette prosjektet gir et solid grunnlag for å gå videre. Konseptet utnytter velprøvd teknologi, presenterer ingen tekniske hindringer og kan utvikles til et fullt kvalifisert og pålitelig system for CO₂-pilotprosjekt. Videre arbeid vil ha fokus på detaljert prosjektering, komponentkvalifisering, systemintegrasjonstesting og å heve systemets modenhet til et nivå som er egnet for feltutplassering.

En videre utvikling av løsningene vil innebære bygging av en fullskala losseslange for testing med CO₂. Hovedfokuset bør være å modne koblingssystemet (J-platesystem), ferdigstille materialvalg og design for robuste, repeterbare offshoreoperasjoner. En viktig oppgave vil være analyse av den totale kontrollkjeden fra fartøyets kontrollrom til brønnen under overflaten.

Optimalisering og detaljering av prosessanlegget kondisjonering av CO₂ om bord vil også være nødvendig. Det må justeres i henhold til den aktuell CO₂ sammensetningen og de operasjonelle betingelsene med hensyn på trykk og temperatur.

Lastepumpene er blitt testet med flytende gasser som ammoniakk og LNG. På bakgrunn av erfaringer har den opprinnelige konstruksjonen blitt modifisert for å øke driftssikkerheten. Det er bygget et testanlegg for å teste pumpene med flytende CO₂, men gjennomføringen har vært utfordrende på grunn av HMS-krav og vanskeligheter med å skaffe tilstrekkelige mengder CO₂. Dette arbeides med å få dette på plass for å kvalitetssikre pumpene før fabrikasjon.

Publikasjoner
Det er ikke utarbeidet egne publikasjoner, men resultatene blir inkludert i presentasjoner av skipskonseptet som vil bli presentert på Baltic CSS Forum 2026. I tillegg er resultatene inkludert i prosjekt rapporten til Carbon Transport Solutions, et europeisk prosjekt under CETP programmet, som er under ferdigstillelse.

Teknologimodenhet (TRL)
Økning i teknologisk modenhet (TRL) fra prosjektstart.

Immaterielle rettigheter (IP)
Etablering eller avklaring av immaterielle rettigheter (IP), herunder patenter, lisensiering eller annen formell rettighetsstruktur. Nemo har patentert sitt skipskonsept for direkte injeksjon av CO₂ i Norge, Europa, USA og Australia.

Lenker
Til web-sider.
Nemo: www.nemomaritime.com
Framo: www.framo.com