DNV soutient les innovations dans la conception des transporteurs de CO2

dans Nouvelles de la navigation internationale, Expédition : émission possible27/06/2022

Plusieurs centaines de nouveaux navires nécessaires dans les prochaines décennies Remettre le CO2 sous terre d'où il vient, principalement dans des réservoirs sous-marins, est une solution environnementale optimale. L'Europe du Nord montre actuellement la voie avec la coentreprise Northern Lights qui développe l'infrastructure de la capture au stockage. Le projet Longship soutenu par le gouvernement, comprenant des installations de capture dans la partie orientale de la Norvège, sera le premier projet pilote de bout en bout à utiliser cette infrastructure. "Environ 260 millions de tonnes de CO2 ont été injectées et stockées sur le plateau continental norvégien depuis le milieu des années 1990 dans le cadre des processus de récupération assistée du pétrole (EOR) pour maximiser l'extraction de pétrole et de gaz, nous avons donc déjà beaucoup d'expérience", déclare Erik Mathias Sørhaug, responsable du développement commercial, DNV Maritime Advisory.

"Nous devons déployer et faire évoluer rapidement l'ensemble de la chaîne de valeur, de la capture, du stockage et du transport au déchargement et à l'injection, pour que le CSC ait un impact significatif. Une grande partie du volume total, au moins dans les premières étapes, devra être transportée par bateau, faisant du transport maritime un élément holistique clé », ajoute-t-il. "Nous prévoyons qu'un tout nouveau segment de navires se développera en raison de l'augmentation de la demande de transport de CO2 liquide, avec potentiellement plusieurs centaines de navires entrant en service vers 2050."

Différents régimes de pression peuvent augmenter la capacité de chargement de CO2 Mais différentes applications de CSC et niveaux d'échelle peuvent nécessiter le transport de CO2 liquide à différents niveaux de pression, nécessitant le développement de solutions de réservoirs à basse, moyenne et haute pression. Aujourd'hui, le CO2 est transporté à des fins commerciales dans le nord de l'Europe à l'aide d'une poignée de petits navires à moyenne pression. Les navires Northern Lights prévus seront également à moyenne pression (15 bars à -28 ° C) et capables de transporter du GPL si nécessaire. La technologie est bien connue sur le plan opérationnel, mais présente des limites en termes de taille de réservoir et de matériaux.

Les solutions à basse et à haute pression peuvent potentiellement augmenter la capacité de chargement, mais ce sont de nouvelles technologies présentant de nouveaux risques et défis dans la conception, la construction et l'exploitation des navires. Il s'agit notamment de la taille et de l'agencement optimal des réservoirs, de la sélection des matériaux, de l'état du CO2 capturé, du temps de rétention et de la nécessité d'une reliquéfaction, des effets corrosifs des impuretés dans la cargaison, des considérations de sécurité, des systèmes de surveillance fiables et de l'obtention d'un équilibre optimal entre le coût et complexité.

La technologie haute pression nécessite moins d'énergie "Une approche holistique est décisive pour choisir la solution la plus efficace. La viabilité des coûts se résume à la distance jusqu'au site de stockage final, à la quantité de CO2 à transporter (par charge et sur une base annuelle) et au concept de déchargement et d'injection." dit Sørhaug. Ici, l'industrie a besoin d'une image plus claire pour prendre des décisions commerciales judicieuses.La technologie haute pression (35–45 bar) est une alternative intéressante aux solutions basse et moyenne pression lorsqu'on examine le coût pour l'ensemble de la chaîne de valeur, car la température ambiante (0–10°C) nécessitent moins d'énergie pour refroidir le gaz à un niveau cryogénique pour le chargement et le réchauffage au point de déchargement. La flexibilité et l'évolutivité des systèmes de confinement des cargaisons permettent potentiellement la construction de très grands transporteurs de CO2 jusqu'à 80 000 mètres cubes ou même plus.

Dans le concept de réservoir développé par Knutsen, le CO2 est stocké dans des faisceaux de cylindres sous pression de petit diamètre empilés verticalement.

KNCC va de l'avant sous haute pression À l'avant-garde des développements à haute pression se trouve Knutsen NYK Carbon Carriers (KNCC). DNV a récemment accordé à la coentreprise entre Knutsen Group et NYK Group une approbation de principe pour son nouveau concept de réservoir PCO2 appliquant les principes adoptés à partir de la solution de transport de gaz naturel sous pression (PNG) exclusive de Knutsen développée il y a 15 ans pour transporter du gaz naturel comprimé (GNC).

Le CO2 est stocké dans des faisceaux de cylindres sous pression de petit diamètre empilés verticalement au lieu de grands réservoirs cylindriques.

Le petit diamètre atténue le risque de variations de pression à l'intérieur des tubes, évite la formation de neige carbonique et élimine les effets de ballottement du CO2 liquide en condition de charge partielle ou complète. KNCC estime que le concept entraînera des économies de coûts importantes par rapport aux stratégies cryogéniques.

Une chaîne de valeur prometteuse : le japonais NYK et le groupe norvégien Knutsen ont créé une nouvelle société pour les activités de transport et de stockage maritimes de CO2 liquéfié

Résoudre les obstacles réglementaires pour réaliser le projet Alors que les basses et moyennes pressions sont gérées dans le cadre du régime réglementaire actuel, les paramètres de transport du CO2 sous haute pression vont quelque peu en dehors du code IGC actuel, qui est la réglementation obligatoire pour le transport en vrac de tous les gaz liquéfiés avec une pression de vapeur supérieure à 2,8 bar absolu à 37,8°C. "Lorsque nous avons commencé à envisager la conception du navire KNCC, il est rapidement devenu clair que la solution était techniquement réalisable, mais il y avait quelques défis pour s'assurer qu'elle était autorisée dans le cadre réglementaire existant", Johan Petter Tutturen, responsable du développement commercial des transporteurs de CO2 chez DNV , dit.

Poursuivre les études techniques et les évaluations des risques Les transporteurs de CO2 à haute pression seront désormais traités comme des transporteurs de gaz en vertu du code IGC. Les navires et les équipements seront, dans la mesure du possible, conçus pour se conformer aux exigences prescriptives du code et aux règles DNV modifiées, partie 5, chapitre 7, avec la notation de classe "Pétroliers pour le CO2". "Nous considérons que le système de confinement KNCC adopté à partir de la conception du transporteur PNG de Knutsen est d'une nouvelle configuration dans le contexte de l'IGC. Il devra donc être évalué en vertu des dispositions relatives aux systèmes de confinement de nouvelle configuration", ajoute Tutturen.

Les exigences relatives au système de confinement de type bouteille telles que définies dans les règles DNV, partie 5, chapitre 8, pour les navires-citernes de GNC seront utilisées comme base pour la conception du KNCC, mais avec les modifications nécessaires pour tenir compte du transport de CO2 liquide au lieu de gaz naturel. « Cela montre comment les règles de longue date de DNV dans des secteurs comme le GNC peuvent être adaptées pour permettre de nouvelles technologies importantes. La prochaine étape consiste à optimiser la conception du navire et du système de confinement avec des études techniques plus détaillées et des évaluations des risques dans le cadre du processus de classification », déclare Tutturen.

Le PDG de KNCC, Anders Lepsøe, se réjouit de l'étroite coopération en cours : « Le CSC a un énorme potentiel pour aider à décarboner l'industrie, et nous sommes fiers d'être à la tête des innovations pour augmenter les volumes de transport potentiels. La validation offerte par les règles de DNV et l'expertise de classe mondiale de DNV en matière de CO2 transport ont été très précieux alors que nous franchissons les prochaines étapes avec le concept PCO2 dans ce segment émergent. Contribuer à atteindre les objectifs environnementaux mondiaux est essentiel pour nous et nos propriétaires, et nous visons à devenir une partie intégrante de la chaîne de valeur du CSC.

Le KNCC devrait commencer les tests de CO2 liquide ambiant dans un nouveau laboratoire en Norvège à l'automne 2022, les résultats démontrant la faisabilité de la technologie étant attendus au second semestre 2023.

DNV aide à identifier et prouver de nouvelles solutions commerciales DNV est le partenaire idéal pour conseiller sur les coûts et les implications pour le transport de CO2, avec des projets en cours et de nouvelles règles en développement. Une flotte de trois à quatre navettes CO2 basse pression est envisagée pour le projet Stella Maris CCS où une unité d'injection flottante (FIU) dédiée en mer du Nord recevra le CO2, le chauffera jusqu'à environ 150 barg puis l'injectera en continu dans le puits d'injection.

La basse pression augmente le diamètre maximal de la citerne à cargaison, permettant le transport d'environ 6 300 mètres cubes de CO2 liquide dans chaque citerne à cargaison, permettant ainsi aux navires plus grands d'une capacité totale de 50 000 m3 dans chaque chargement.

DNV fournit une contribution d'expert sur la définition du concept pour les propriétaires de projet Altera Infrastructure et Hoegh LNG, y compris l'évaluation réglementaire, les études d'impact environnemental, l'analyse de la demande de puissance/positionnement dynamique et l'AiP de la conception du pétrolier-navette, l'unité de collecte, de stockage et de déchargement du carbone et la CRF .

"En termes de logistique, nous collaborons avec l'ensemble des parties prenantes par le biais de notre division commerciale Energy Systems pour identifier des solutions qui ont du sens sur le plan financier et opérationnel", déclare Sørhaug. D'autres services clés incluent la qualification technologique de nouveaux systèmes de confinement de cargaison, l'orientation et l'assistance dans le processus d'appel d'offres pour les navires-citernes de CO2, la classification des navires, l'assistance à la conception de réservoirs spécialisés, de systèmes de tuyauterie et de réfrigération, et l'analyse des conséquences des fuites et de la dispersion de CO2 à l'aide d'une dynamique des fluides computationnelle sophistiquée. modélisation.Source : DNV, https://www.dnv.com/expert-story/maritime-impact/DNV-supports-innovations-in-CO2-carrier-design.html?utm_campaign=Gas_411_KNCC_LCO2_AIP&utm_medium=email&utm_source=Eloqua