In einigen Branchen gibt es zudem Lösungen zur Wiederverwendung des abgeschiedenen Kohlenstoffs. 

Fehlende Ausrüstungsstandards

Für die Industrie ist CCUS ein wichtiger Schritt hin zur Energiewende. Doch trotz des großen Potentials gibt es derzeit keine Ausrüstungsstandards für Anlagen und Projekte, welche die Co2-Sequestrierung verfolgen. Ende 2020 wurde das französische Unternehmen Vallourec von Entwicklern eines großen europäischen Projekts zur CO2-Abscheidung und -speicherung mit der folgenden Fragestellung kontaktiert: Wie verhalten sich Vallourecs VAM®-Verbindungsstücke in einer Niedrigtemperaturumgebung, wie sie für CCUS-Projekte üblich sei? 

„Das war eine spannende und zugleich beängstigende Frage“, erinnert sich Eric Verger, General Manager für Innovation, Research & Development im Vallourec Research Center for Connections (VRCC) in Frankreich. „Aufregend, weil sie uns die Möglichkeit gab, tief in die Prüfung und Qualifizierung von CCUS-Geräten einzutauchen. Beängstigend, weil es keine Benchmarks oder Standards gab, an denen wir uns orientieren konnten.“ Das war der Startschuss für die Entwicklung einer kompletten CCUS-Geräteprüfmethodik; in diesem Fall für Vallourecs VAM®-Verbindungen. Das Projektteam definierte eine fünfstufige Testmethode, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Verbindungsstücke zu überprüfen, denn die Qualifizierung für CCUS Anwendungen benötigt andere Tests als jene, die für Ölfeldrohre durchgeführt werden. Mittlerweile wurden die ersten drei Teststufen erfolgreich abgeschlossen.
 

Stufe 1 – Verhalten bei Tieftemperaturen

Die erste Fragestellung war: Wie verhalten sich VAM®-Verbindungen in extremen Tieftemperaturen? Bisher gesammelte Erfahrungen bezogen sich auf eine Nutzung bei hohen oder Umgebungstemperaturen. Bei CO2-Applikationen kann die Ausrüstung jedoch Tieftemperaturen von bis zu -80°C ausgesetzt sein. 

Testphasen 2 + 3 – Verhalten während thermischer Zyklen und Temperaturschock

In der zweiten Teststufe musste sichergestellt werden, dass die Verbindungsteile während der thermischen Zyklen strukturell solide und zuverlässig abgedichtet bleiben. Während der CO2-Injektion kann es zu dramatischen Druck- und Temperaturabfällen kommen, die die strukturelle Widerstandsfähigkeit und die Dichtigkeit schwächen können, was sich sowohl auf die Anlage als auch auf die Umgebung auswirkt. CO2 ist nicht zu unterschätzen und kann gefährlich sein, wenn es nicht richtig gehandhabt wird.

Darauf folgte die dritte Testphase, in der das Verbindungsstück einem tatsächlichen Temperaturschock ausgesetzt wurde. Hiermit wurde sichergestellt, dass Box und Stift trotz massiver Temperaturunterschiede verbunden bleiben.

Die nächsten Schritte

Im vierten Schritt werden Temperaturgradienten zwischen Stift und Box simuliert, um die Druck- und Zugkompressionszyklen nachzuahmen. Der fünfte- und letzte – Testschritt wird eine Wiederholung des ersten Tests: Verhalten bei Tieftemperaturen.

Vallourec rechnet damit, die Kriterien für CO2-Injektionsanwendungen bis November 2021 zu erfüllen. Die Testreihe wird in Zusammenarbeit mit SINTEF Energy Research aus Norwegen durchgeführt. Die auf Forschung und Entwicklung spezialisierte Organisation berät Vallourec bei Fragen zu Thermodynamik und dem Phasenverhalten von Kohlenstoff. 
Foto: Vallourec

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Catrin ist Redakteurin bei Edelstahl Aktuell. Stahl zieht sich wie ein roter Faden durch ihr Berufsleben. Sie hat eine Ausbildung bei einem Großhändler für Rohr- und Rohrzubehör absolviert und in verschiedenen Funktionen bei einem Hersteller und Lieferanten von Analysegeräten für die Metallindustrie gearbeitet.