TCM – leverandør av kunnskap for kjøpere og brukere av CO₂-fangstteknologi

Rådgivningstjenester etablert i 2020

TCM har i ti år vært en verdifull ressurs for teknologileverandører verden over som ønsker å verifisere og demonstrere teknologien sin, inkludert energiforbruk og kostnadsbesparende krav.

Like viktig, eller viktigere, er det at TCM også er det eneste aminbaserte CO₂-fangstanlegget i sin størrelse som gjennomfører ikke-proprietære kampanjer med det formål å produsere unik offentlig tilgjengelige kunnskap om grunnleggende aspekter ved teknologien. Med utgangspunkt i denne kunnskapen lanserte TCM egne rådgivningstjenester i 2020. Siden da har store CO₂-fangstprosjekter verden over, som Langskip, men også individuelle teknologikjøpere og prosjekteiere, kommet til oss i TCM for å få tilgang til våre erfaringer, som vil gjøre dem til informerte kjøpere og brukere av CO₂-fangstteknologi.

Kort om TCM

TCM eies av den norske stat (forvaltet av Gassnova, 73,9 %) sammen med industripartnerne Equinor (8,7 %), Shell (8,7 %) og TotalEnergies (8,7 %). TCMs eiere ønsker å bidra aktivt i bekjempelsen av klimaendringer, og det gjør de blant annet ved å investere i hele forsyningskjeden for CO₂-håndtering; de er blant annet blant de største interessentene i Northern Lights-prosjektene, lagringsdelen av Langskip.

TCM har blitt anerkjent som internasjonalt ledende kompetansesenter for CO₂-fangst og tilbyr

• anlegg for testing under industrielle forhold; disse anleggene, som har en unik størrelse og fleksibilitet, og som drives av høyt kvalifisert personell, er åpne og nøytrale for alle teknologiutviklere og -leverandører verden over
• et senter for offentlig tilgjengelig kunnskap som bringer sammen aktører fra akademia og industri med et felles mål om å forbedre gjennomførbarheten og utrullingen av CO₂-fangstteknologier
• rådgivningstjenester som gjør den store mengden kunnskap og erfaring vi har tilegnet oss gjennom våre ikke-proprietære kampanjer, om til omfattende og industrielt anvendelig kunnskap som er uvurderlig for alle kjøpere og brukere av teknologi

Mer enn 6 milliarder kroner er investert i bygging og utvikling av TCMs testanlegg på Mongstad. Anlegget består av et aminanlegg, et ammoniakkanlegg og et anlegg for nye kommende fangstteknologier. Alle de tre anleggene har tilgang til to industrielle røykgasskilder fra Equinors raffineri og gassfyrte kraftvarmeverk på Mongstad. CO₂-innholdet i de to industrielle strømmene gjør det mulig for TCM å teste CO₂-fangst både ved de termodynamiske grensene med den lave CO₂-konsentrasjonen fra en kraftvarmeverksstrøm og ved de komplekse kjemiske forholdene som raffineristrømmen skaper i prosessen. Den eksisterende kapasiteten til å resirkulere og fortynne gjør at vi også kan etterligne utslippsgasser fra andre bransjer, som avfallsforbrenning.

TCM opererer i henhold til en utslippstillatelse fra norske myndigheter som legger til rette for sikre og verifiserbare resultater i alle aspekter av driften. TCM har, allerede før oppstarten i 2012, sammen med norske myndigheter vært igjennom en lang prosess med å utvikle utslippstillatelsesprosessen for et aminbasert CO₂-fangstanlegg. Denne prosessen følges strengt for hver ny kampanje ved TCM. Dessuten kan erfaringene og tilnærmingen fra utslippstillatelsesprosessen brukes til de fleste fullskala industrielle fangstprosjekter.

De viktigste aktørene

Siden TCM startet sin virksomhet i 2012, har de fleste av de viktigste aktørene i CO₂-fangstmarkedet testet, minimert risikoen ved og demonstrert industriskalateknologier ved TCMs anlegg. Som vist i Figur 1 har Alstom, Shell Cansolv, Aker Solutions, CCS Limited, ION Engineering, Fluor Corporation og Mitsubishi Heavy Industries alle gjennomført grundig testing av sine proprietære solventer ved TCMs amin- og kjølt ammoniakk-anlegg. TCM har gitt full prioritet til å støtte teknologiutviklere og leverandørselskaper i løpet av de til sammen 28 000 timene med proprietær testing som har vært gjennomført de siste nesten ti årene.

I 2021 satte TCM i gang driften ved sitt anlegg for fremvoksende teknologier, som er utviklet for testing i mindre skala av teknologier med lavere teknologimodenhet (TRL) enn teknologiene som testes ved aminanleggene. MTR og TDA var de første selskapene som demonstrerte teknologiene sine ved dette anlegget. Ytterligere tre prosjekter skal etter planen teste teknologien sin innen utgangen av 2023, da den nåværende driftsavtalen for TCM-samarbeidet skal fornyes. Mer informasjon om TCMs anlegg for nye teknologier og om nåværende og fremtidige prosjekter.

Åpne vitenskapelige kampanjer

Siden 2013 har TCMs eiere, sammen med EU og USAs energidepartement, finansiert mange åpne vitenskapelige kampanjer, med ikke-proprietære solventer (Figur 2). Disse kampanjene har blitt gjennomført i samarbeid med anerkjente universiteter og forskningsorganisasjoner over hele verden og har tatt for seg typiske tekniske fallgruver observert i CO₂-håndteringsprosjekter, som

• manglende samsvar mellom valgt teknologi og røykgasskarakteristikk, med den nedbrytningen og de problemer knyttet til utslippstillatelser dette medfører
• manglende testing av faktisk driftsmiljø
• mangel på validerte simulerings- og analysemodeller og prognoseverktøy

Basert på mer enn 20 000 timer med testing av ikke-proprietære solventer har TCM bygget opp verdensledende kunnskap om hvordan man reduserer de ovennevnte risikoene, samt andre risikoer knyttet til drift, som

• tvungen bruk av olje- og gassindustristandarder, med de høye kostnadene dette innebærer
• manglende systematisk identifikasjon av risikoer og feilmoduser for viktig utstyr
• langtidseffekter på fangstytelse og energiforbruk av korrosjon og begroing ved anlegget

TCM har demonstrert reduksjon i kostnader

En serie testkampanjer som ble utført ved aminfangstanlegget av TCM og dets eiere, hadde som mål å studere ulike kostnadsbesparende driftsalternativer av relevans for kombikraftverk. Dette var en av de første gangene en slik strukturert kampanje ble utført i en skala som kan gi relevant grunnlag for oppskalering og industriell design. Resultatene, som illustrert i Figur 3, viste oppmuntrende kostnadsreduksjonspotensial for energiforbruk og kapitalkostnader for aminanlegget. Detaljerte beskrivelser av testkampanjen og analyse av resultatene er tilgjengelige her.

TCMs rådgivningstjenester sørger for «oversettelse»

TCM «oversetter» all den nevnte kunnskapen fra TCM-skalaen til industriprosjektene. Rapporter som oppsummerer viktige erfaringer, skreddersydde rådgivningsprosjekter og workshops er noen av metodene vi bruker til overføring av kunnskap. Noen eksempler på hvordan TCMs eksperter gir et verdifullt bidrag til de forskjellige fasene og milepælene i CO₂-fangstprosjektene, er listet opp nedenfor:

Eksempler på standardtilbud for rådgivningstjenester

Generisk CO₂-fangstprosess

• Støtte til forståelse av krav til røykgasskarakteristikk – generelt
• Råd om historisk røykgassammensetning – prosjektspesifikt
• Vurdering av lisensgivere for CO₂-fangst: anbudsspørsmål, KPI-er og garantier
• TCMs erfaring med generisk aminbasert teknologi for CO₂-fangst
• Sammendragsberegning for CO₂, fjerning, CO₂-balanse og SRD
• Gassprøvetaking og analyse ved absorberskorstein
• Retningslinjer og anbefalinger for etablering av utslippstillatelse
• Retningslinjer for CO₂-produktspesifikasjoner

Design av CO₂-fangstanlegg

• Generell filosofi for design av CO₂ fangstanlegg
• Retningslinjer og anbefalinger for absorberdesign
• Retningslinjer og anbefalinger for regeneratordesign
• Retningslinjer og anbefalinger for design av gjenvinningsenhet for varme
• Retningslinjer og anbefalinger for design av vannvasksystemer
• Retningslinjer og anbefalinger for design av varmevekslere

Operativt akademi

• Viktige erfaringer fra TCM når det gjelder håndtering av solventer og avfall
• Viktige erfaringer fra TCM når det gjelder vedlikehold
• Viktige erfaringer fra TCM når det gjelder oppstart og avstenging
• Viktige erfaringer fra TCM når det gjelder drift av gjenvinningsenhet for varme
• Sammendrag av TCMs erfaringer når det gjelder skumming
• Viktige erfaringer fra TCM når det gjelder prosesstyring

Eksempler på skreddersydde rådgivningsprosjekter

• Smart gjennomgang av idé- og mulighetsstudie
• Gjennomgang av designbasis
• Utvikling av foreløpig prosessimulerings- og sensitivitetsanalyse, basert på ikke-proprietære solventer som grunnlag for benchmarking
• Utvikling av foreløpig design av viktig utstyr, basert på den ovennevnte modellen, som grunnlag for benchmarking
• Støtte i pilotfasen (råd om testplan, laboratorieprosedyrer og gjennomgang av testresultater)
• Støtte i teknisk og HMS-relatert risikoidentifikasjon
• Deltakelse og støtte i HAZOP-studier
• Støtte vedrørende spesifikke spørsmål om vedlikehold, reservedeler osv.
• Operatøropplæring
• Støtte ved igangkjøring og oppstart.
• Støtte til feilsøking (utslipp, termisk ytelse, nedbrytning og gjenvinning av solventer osv.).
• Annet

TCMs rådgivningstjenester ble lansert i 2020, og til tross for utfordringene med pandemien har man klart å utvikle en imponerende portefølje av prosjekter, slik Figur 4 nedenfor viser.

Støtte til Langskip

Støtte til Langskip, norsk industris største klimaprosjekt noensinne, har vært et av hovedfokusområdene for teamet vårt. TCM har levert rådgivningstjenester til begge Langskips hovedfangstprosjekter. TCM har dessuten bidratt med sin kompetanse i tidlige studier av Hafslund Oslo Celsios planlagte avfall-til-energi-anlegg, et fullskalaprosjekt på Klemetsrud i Oslo, og deltatt i HAZOP-vurderingen av fangstprosjektet ved Heidelberg Materials’ sementfabrikk i Brevik. Vi har også levert tjenester til Statkraft, Kvitebjørn Varme og Hoegh LNG i viktige norske CO₂-håndteringsprosjekter. Mer informasjon om CCS Norway og Langskip

TCM leverte også rådgivningstjenester til OGCI (Oil and Gas Climate Initiative), et klimafond grunnlagt av verdens største energiselskaper som rår over 1 milliard dollar. Noen eksempler på andre prosjekter som har bedt om TCMs støtte i interessante studier, er Net Zero Teesside, Phillips 66 og SSE Thermal, som alle er ledende britiske prosjekter innen CO₂-håndtering.

For øyeblikket yter TCM og rådgivningsteamet støtte til flere prosjekter i Europa og Norge og ser med entusiasme på den positive endringen som skjer rundt om i verden på politisk, sosialt og industrielt nivå. CO₂-håndtering er nå anerkjent som en av måtene man kan bekjempe klimaendringer på, og TCM ønsker å være i fremste rekke i dette arbeidet.