Transportnetz und Gesamtmodell

In diesem Arbeitsfeld wurden folgende Aspekte untersucht:

Vorhandene Gas-Pipelines in Deutschland Quelle: BGR/GeoCapacity

• Auslegung des Transportnetzes (z. B. Dimensionen, Material, Systemdruck, ein‐ und ausgehende CO₂‐Massenströme, Verdichtungsaufwand).
• Identifizierung von Verfahren zur Massenstrommessung in Pipelines (Durchflussmessung).
• Modellberechnungen zu Auswirkungen von Last‐ und Druckschwankungen bei Transport und Injektion; Definition von akzeptablen Toleranzbereichen.
• Vergleichende Abschätzungen zur Option „Schiffstransport“; Auslegung der Übergabestelle zwischen Pipeline und Schiff.
• Prognoseberechnungen zu Auswirkungen der CO₂‐Injektion auf die Geländeoberfläche und übertägige Infrastruktur.
• Erstellung eines techno-ökonomischen Gesamtmodells; Sensitivitätsstudien zur Identifizierung der Haupteinflussgrößen für die Machbarkeit und die Kosten von CO₂-Abscheidung, ggf. Konditionierung, Transport und Injektion/Speicherung.

Für das Ausgangsszenario wurde ein techno-ökonomisches Gesamtmodell aufgestellt. Anhand dieses Gesamtmodells sollten Aussagen zur Machbarkeit von Transport, Injektion und geologischer Speicherung in Abhängigkeit der CO₂‐Strom‐Zusammensetzung getroffen und die benötigten Investitions‐ und Betriebskosten abgeschätzt werden. Dazu wurden u.a. verschiedene Optionen zur technischen Auslegung des Transportnetzes im Cluster sowie der Sammel-Pipeline (300 km onshore und 100 km offshore) verglichen. Offshore wurde zum Vergleich auch der CO₂-Transport per Schiff betrachtet.

Ausschnitt des generischen, geologischen Modells des fiktiven Speicherstandortes im Ausgangsszenario (nicht maßstäblich) Quelle: BGR

Bei der Ableitung akzeptabler Toleranzbereiche von Last‐ und Druckschwankungen und Variationen in der CO₂-Zusammensetzung für den Transport sind besonders die Mehrphasengebiete der CO₂‐Ströme zu beachten, die zur Vermeidung von Phasenübergängen nicht erreicht werden dürfen. Die Lage des Mehrphasengebietes ist vom Druck und der Temperatur sowie von der Zusammensetzung des CO₂-Stroms abhängig. Des Weiteren wurde untersucht, ob Druckveränderungen im Speicher während der Injektion eine Geländeverformung an der Erdoberfläche bewirken können, die sich möglicherweise auf die übertägige (Transport‐)Infrastruktur auswirkt.