TCM-rapport; Prosessmodellering, oppskalering og kostnadsreduksjon

Tett samarbeid med USA

Et tett samarbeid med amerikanske selskaper (som Aspen Technology) gjennom støtte fra det amerikanske energidepartementet (DOE) har vært viktig i dette arbeidet med å se på kostnadsreduksjon. TCMs lange driftserfaring og samarbeidspartneres erfaring med å tolke tekniske resultater har gitt oss unike sammenligningsgrunnlag.

Leverandører og teknologiutviklere jobber med innovative og avanserte konsepter for CO₂-fangst. Industrielle kunder, prosjektutviklere som retter seg mot CO₂-fangstprosjektene i deres anlegg krever pålitelig og oppdatert kostnadsinformasjon ved bruk av ikke-proprietære løsemidler for å utvikle investeringsstrategier, porteføljer og evaluere kommersielle prosjekter for CO₂-fangst. Disse svarene er viktig for utrullingen av CCS i verden. 

Kostnadsestimatet for CO₂-prosjektet avhenger av flere faktorer

• Solventen som brukes
• Røykgassens sammensetning
• Nøyaktigheten til simuleringsverktøyet/modellen som brukes for å designe CO₂-fangstanlegget
• Kvaliteten og størrelsen på eksperimentelle pilotdata brukt til modellvalidering
• Plassbehov
• Design av anlegget
• Praktisk driftserfaring
• Konstruksjonsmaterialet

TCM har sammen med Aspen Technology ekspertteam jobbet for å utføre en pålitelig og nøyaktig kostnadsøvelse ved å vurdere alle essensielle elementer i CO₂-fangstprosessen som rapportert i 2022 publikasjonen under. Nøkkelfunnet fra denne kostnadsbasisstudien er at absorber alene står for 45 % av de totale utstyrsmaterialekostnadene. Kostnadsreduksjon er dermed mulig. Årlige totale driftskostnader er estimert til å være 47 millioner USD. Forutsatt 25 års levetid på anlegget, er kostnaden for CO₂-fangst beregnet til 47 USD/tonn.

Til nå er ni rapporter publisert innenfor dette fagområdet

• Development of CO₂ capture process cost baseline for 555 MWe NGCC power plant using standard MEA solution (2022)
• Development of process model of CESAR1 solvent system and validation with large pilot data (2022)
• Application of Sequential Design of Experiments (SDoE) to Large Pilot-Scale Solvent-Based CO₂ Capture Process at Technology Centre Mongstad (TCM) (2021)
• Cost Reduction Study for MEA based CCGT Post-Combustion CO2 Capture at Technology Center Mongstad (2021)
• A Benchmark for Compact CO₂ Capture Plant Designs by Monoethanolamine Solvent Testing at Technology Centre Mongstad (2021)
• Documenting modes of operation with cost saving potential at the Technology Centre Mongstad (2018)
• Monitoring real time, in-line variations of noble gas concentrations during CO₂ capture operations by means of a portable mass spectrometer (2018)
• Dynamic Process Model Validation and Control of the Amine Plant at CO₂ Technology Centre Mongstad (2017)
• Dynamic process model development and validation with transient plant data collected from an MEA test campaign at the CO₂ Technology Center Mongstad (2016)

Mer enn 18 % kostnadsreduksjon

I 2017/18 drev Teknologisenteret Mongstad (TCM DA), en testkampanje for å fange CO₂ ved bruk av monoetanolamin (MEA) der anlegget fanget 80 til 200 tonn CO₂ per dag. Hovedmålet med forsøket var å gi eksperimentelt bevis for hvordan redusere drifts- og kapitalkostnader ved CO₂-fangst. Kostnadsvurderingen presenteres i forhold til to tidligere MEA-kampanjer ved TCM. En kostnadsreduksjon for unngått CO₂ opptil 18 % ble dokumentert under testingen, mens ytterligere forbedringer ble gjort i teoretiske studier.

I forsøket ble det gjort følgende tiltak

• Reduser fra 2 × 3 meter vaskeseksjon til 1 × 3 meter vaskeseksjon
• Reduser løsemiddelforbruket fra 1,6 kg/tonn CO₂ ned til 0,3 kg/tonn CO₂
• Øk CO₂-fangst fra 86 til 90 %
• Reduser dampforbruket for å oppnå SRD (Specific reboiler duty (varmen (GJ) som trengs for å fjerne 1 tonn CO₂) på 3,1 GJ/tonn CO₂ (andre løsemidler enn MEA)
• Øker CO₂-innholdet i røykgassen fra 4,2 til 5 %

Resultatene fra denne testingen har vært med å danne grunnlag for sammenligninger som er blitt gjort av teknologileverandører som er kommet med sin solvent til TCM. Skal leverandørene hevde seg i et raskt utviklende marked er det lurt å sjekke seg mot det som ligger åpent ute av denne type informasjon. TCM deler mer enn gjerne mer detaljer fra dette arbeidet.