Kutter transportkostnadene for CO2 med belgteknologi

  Hugo Ryvik
07. juni 2013

Tankskip som transporterer naturgass fra Norge til kontinentet går tomme tilbake. Med den norske Rapid Purge-teknologien blir de i stand til å ta CO2 i retur. (Prosjekt 221162)
 

Hvert år seiler rundt 500 skip med flytende naturgass (LPG) fra Norge til kontinentet. Når gassen er losset, vil det alltid finnes rester igjen i tankene.

For at skipene skal ta annen last enn LPG må tankene spyles rene med intertgass. Dette er imidlertid så tidkrevende og kostbart at skipene i stedet går tomme tilbake. Dermed utnytter de bare halve kapasiteten.

Nå er Environgas i Stavanger, sammen med Tritec på Bryne og Büscherhoff Spezialverpackung i Tyskland, i ferd med å utvikle en løsning som gjør at tankene kan bli mye raskere rengjort. 

Gasskip.jpg
 

Gasskip som går fra Kårstø vil kunne ta CO2 i retur til norsk sokkel hvis de blir utstyrt med den nye belgteknologien. Foto: Øyvind Hagen/Statoil

Under halve tiden

– Den eneste metoden som fins for å rengjøre tankene i dag tar 70-90 timer. Med Rapid Purge-teknologien kan vi redusere tiden til under det halve, kanskje ned mot en tredel, sier prosjektleder Egil Sæl fra Environgas.

Dermed er det mulig for skipene å ta med annen last tilbake, og redusere transportkostnadene betydelig.

Skifter ikke lastetype

De fleste gasskip frakter bare én type gass over lang tid. De skifter sjelden, selv om de teknisk sett kunne gjort det, og selv om annen last er tilgjengelig. Årsaken er i hovedsak kostnadene og tidsbruken som rengjøringen innebærer.

For et typisk LPG-skip fra Kårstø vil det være igjen cirka 80 tonn gass i tankene etter at de er losset. Tankene blir renset ved å spyle med inertgass, enten nitrogen eller karbondioksid.

LPG-restene blir ventilert ut i friluft sammen med inertgassen, hvilket er uheldig for miljøet. Derfor må skipene forlate havnen og spyle ute i åpen sjø. Gassene går tapt. Mengden inertgass som forsvinner ut i atmosfæren er typisk tre til fire ganger så mye som tankvolumet.

Belg presser gassen ut

Environgas mener de har en bedre metode. Rapid Purge Technology (RPT) går ut på å ekspandere store belger inn i tankene ved å fylle dem med inertgass. Når belgene utvider seg, presser de ut rester av produktgassen som befinner seg i tanken.

I og med at belgen presser ut ren restgass, kan denne enkelt gjenvinnes i havna, og det blir ingen utslipp.

Inertgassen kan etter bruk bli komprimert inn i små tanker på skipsdekket og bli brukt om igjen i neste havn. Dermed går ingen gass til spille.

Starter med LPG og CO2

Rapid Purge-teknologien blir utviklet i LPG og CO2-sammenheng først, men er aktuell for alle typer petrokjemiske gasser. Ideen er at LPG-skipene kan returnere med CO2 som skal bli lagret under den norske sokkelen.

Environgas har dannet et konsortium sammen med Tritec og Büscherhoff. Disse er partnere i et forskningsprosjekt som er støttet av CLIMIT-Demo. 

Egil Sæl.jpg
 

Egil Sæl er entusiastisk prosjektleder for Rapid Purge Technology. Foto: Privat

Gir fleksibilitet

Et LPG-skip som blir utrustet med RPT-utstyr, kan enkelt skifte og ta CO2 i retur når slik last er tilgjengelig. Et skip som transporterer CO2 kan på samme måte ta LPG i perioder med lite CO2.

– Vår teknologi vil gi en stor fleksibilitet for å komme i gang med en karbonfangstkjede, sier Sæl.

Det begrunner han med at en rørledning er det beste alternativet når gassmengdene som skal transporteres er store nok. Fordi det er svært dyrt å legge rør, blir det imidlertid en kostbar løsning i begynnelsen, når mindre mengder skal transporteres.

Skipstransport blir også kostbart når volumene er små og varierende etter som skipene i praksis vil være dedikerte til kun å gå med CO2. Skipene vil da i perioder ligge ledige.

Med RPT utstyr om bord blir fleksibiliteten større. Gasskip kan ta CO2-laster når slike er tilgjengelige, og ellers transportere LPG eller annen petrokjemisk gass. Etter hvert som CO2 volumet øker, kan flere skip utrustes med RPT utstyr.

– En gassledning kan bli lagt når volumet er stort nok til å forsvare kostnadene. Da kan skip med RPT bringe CO2 inn til rørledningens startpunkt, og kanskje ut fra ledningens endepunkt i og med at mange utslippspunkt neppe vil ligge der hvor rørledningen starter, påpeker Sæl.

Flere belger per tank

Tankene på LPG-skip kan være opp til 30-50 meter lange. Diameteren er typisk mellom 10 og 15 meter.

Innvendig ligger rør, avstivningsringer og skvalpevegger. Typisk avstand mellom slike hindringer er 5-10 meter. Det vil bli brukt en belg for hver slik tankseksjon. Et hull med cirka 60 centimeter diameter blir laget i tankene for hver belg.

Belgene blir laget av tynn plastfilm som vil bli pakket inn i patroner, som også blir utviklet i prosjektet. Patronene blir montert i trykkbeholdere over hullene. Derfra blir de sluppet inn i tanken og blåst opp ved hjelp av CO2 eller N2. 

Environgas.jpg
 

Plastbelger fortrenger gassen som ligger igjen inne tankene etter hvert som de blir blåst inn. Ill: Environgas.

Helt ufarlig

Belgene er overdimensjonert for at de skal fylle alle hulrom i tanken. De blir med andre ord foldet ut, ikke spent ut og strukket slik som ballonger.

– Hvis belgen skulle revne er det likevel ingen fare på ferde, i og med at den blir fylt med en ufarlig inertgass. Det eneste som da skjer er at du ikke får renset tanken så godt som det var tenkt, forteller Sæl.

Veier bare 25-30 kilo
Büscherhoff har lang erfaring i produksjon av plastfilm, poser, sekker og tankforinger. Det vil bli brukt belger av relativt billig og tynn plast (cirka 25 mikron) med lav vekt, cirka 25-30 kg for en stor belg. Det betyr at du kan kaste belgen etter bruk. Büscherhoff tar plasten i retur for gjenbruk i andre produkter.

Plastfilmen blir laget i tre lag, fremstilt med co-ekstrudering der flere typer plast blir ekstrudert i samme prosess.

En av utfordringene har vært å finne plast som tåler temperaturer på minus 60 grader, som er nødvendig for frakt av LPG og CO2. Det har plastfirmaet klart. Når forskerne senere skal utvikle teknologien for andre petrokjemiske gasser, må det utvikles en plast som tåler minus 110 grader. 

tank.jpg
 

Flere tester er allerede utført i denne tanken hos Büscherhoff i Tyskland. Tanken skal nå bli bygd om til en demonstrasjonsmodell for videre testing. Foto: Environgas

Bygger testanlegg
Prosjektet er nå i en fase der de første tredimensjonale tegningene for det mekaniske utstyret blir tegnet ut. Det er allerede gjort flere tester i en forsøkstank hos Büscherhoff. Disse aktivitetene er en del av prosjektets første delfase.

I neste delfase blir det flere forsøk, og patronen blir bygd. Deretter skal et komplett test- og demonstrasjonsanlegg i stor skala bli bygd, trolig direkte på tanken i Tyskland.

Denne har en diameter på 2,5 meter, mens de virkelige skipstankene har diameter på 10-15 meter. Testmodellen skal være klar i løpet av 2014.

Fullskala i 2016

I fase to er planen å bygge en fullskala prototyp på et skip.

Hvis finansieringen går i boks, og forskerne får tak i et skip hvor de kan montere prototypen, kan denne være ferdig i 2016.

Fakta om prosjektet

Navn: Rapid Purge Technology

Prosjektleder: Environgas AS

Partnere: Environgas AS og Tritec AS i Norge, Büscherhoff Sezialverpackung GmbH & Co KG i Tyskland

Budsjett: 18,8 millioner kroner

CLIMIT-støtte: 6,6 millioner kroner

Tidsrom: 2012-2014

Andre transportprosjekt i CLIMIT demo​​​

Navn: Impurity reactions in dense phase CO2 - corrosion and solid formation
 

Prosjektet undersøker hvilke forhold som fører til at urenheter i CO2 gir korrosjon i fangst- og transportutstyr. Forskerne bygger en testrigg for dosering av CO2 og urenheter inn i en liten reaksjonsloop. CO2 fra reaksjonsloopen blir analysert for å bestemme forskjeller i sammensetning og forbruket av urenheter. 


Prosjektleder: Institutt for energiteknikk
 

Partnere: Gassco, Shell, Statoil ASA, Total 


Periode: 2012-2014
 

Budsjett: 12,5 millioner kroner
 

CLIMIT-støtte: 50%​

​​​

 


CLIMIT © 2017