Im Zuge der weltweiten Umstellung auf erneuerbare Energien ist die Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (Carbon Capture and Storage – CCS) eine zunehmend effektive Möglichkeit für die Industrie, ihre CO2-Emissionen auszugleichen.
Für den Aufbau einer europäischen CCS-Wertschöpfungskette, hat Norwegen dem Öl- und Gasunternehmen Wintershall Dea zwei CO2-Speicherlizenzen erteilt. Neben der im März 2023 vergebenen Havstjerne-Lizenz betreibt Wintershall Dea die Luna-Lizenz in der norwegischen Nordsee für die zukünftige Speicherung von CO2. Um diese beiden Projekte zu realisieren, habe sich Wintershall Dea für Vallourec und sein Vallourec® New Energies Angebot entschieden.
Vallourec unterstützte laut Unternehmensinformation Wintershall Dea bei der Materialauswahl und stellte spezielle Empfehlungen zu den Rohrtypen und Verbindungen, die für den Einsatz bei extremen Temperaturen und korrosiven Bedingungen erforderlich sind. Für beide Standorte werde Vallourec Wintershall Dea mit 9 5/8” 53,5# VM25S 80ksi VAM® 21 und 7” 29# VM25S 80ksi VAM® 21 Casing und Tubing mit CLEANWELL® sowie den dazugehörigen Dienstleistungen beliefern.
Herausforderungen
„Bei diesem Projekt gibt es zwei große technische Herausforderungen”, so Diana Rodriguez Barrera, CCS Development Manager bei Vallourec. „Die erste Herausforderung sind die extrem niedrigen Temperaturen, die bei CCS-Anwendungen auftreten. Niedrige Temperaturen entstehen, weil die meisten CO2-Injektionsbohrungen aufgrund von Lücken im CO2-Durchfluss intermittierend betrieben werden, was zu einem Temperaturabfall in den Rohren führt. Zweitens besteht die Gefahr von Korrosion in den Rohren, da nicht klar ist, woher die CO2-Emissionen für diese Projekte stammen werden. Die Beschaffung hat Auswirkungen auf die Art der Verunreinigungen im CO2 und damit auf die Korrosionsbeständigkeit des benötigten Rohrmaterials. Das Projekt erfordert daher Flexibilität für verschiedene CO2-Reinheitsgrade, weshalb Vallourec korrosionsbeständige Legierungen (CRA) vorgeschlagen hat”.
Eine zusätzliche Anforderung von Wintershall Dea sei gewesen, dass die Verbindungen mit einer Beschichtungslösung ohne Rohrschmiermittel geliefert werden sollten. Hier habe Vallourec die CLEANWELL®-Lösung angeboten, die sich laut Unternehmensaussage bereits in der Vergangenheit in der Nordsee bewährt hat. CLEANWELL® vermeide nicht nur die Freisetzung von Schadstoffen in die Umwelt, sondern erhöhe auch die Sicherheit und erfülle die norwegischen Arbeitsschutzvorschriften.
Umfangreiche Tests
„Wintershall Dea besuchte unsere F&E-Einrichtungen in Frankreich, um ihren Bedarf für das Projekt zu definieren”, so Ketil Loining, Vallourec Norway Sales Manager. „Wir führten einen technischen Workshop durch, um unsere Arbeit an CCS vorzustellen und zeigten ihnen, wie wir unsere Produkte in unseren umfangreichen Testeinrichtungen testen.”
Während die meisten Verbindungshersteller mit Helium oder anderen Gasen testen würden, teste Vallourec mit einem 100-prozentigen CO2-Medium. Die Ergebnisse seien somit nicht nur in Theorie gültig, denn die Verbindungen hätten sich unter realen Bedingungen bewährt. Die CCS-Testmethodik von Vallourec beinhalte, dass die Verbindung 500 Temperaturzyklen von 40°C bis -20°C und 500 Druckzyklen bis zu 255 +/- 25 bar unterzogen wird. „Diese Zyklusphasen simulieren reale CO2-Injektionsszenarien während der Betriebsjahre des Bohrlochs”, so Diana Rodriguez Barrera.
Das Protokoll bewerte auch die Widerstandsfähigkeit der Verbindung gegen ein Blow-out-Szenario, indem die Temperatur in weniger als fünf Minuten auf -80 °C gesenkt wird. In einer noch kritischeren Testphase werde eine Delta-Temperatur von 80 °C zwischen Stift und Gehäuse bei 100 Prozent Druck aufrechterhalten, um die Dichtheit der Verbindung nach einem schnellen Druckabfall zu bewerten, der den Joule-Thomson-Effekt auslöst.