Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Materialer og kjemi 1 CO 2 håndtering i industrien Bellona seminar, Oslo 23 Mars 2010 Hanne M. Kvamsdal.

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Materialer og kjemi 1 CO 2 håndtering i industrien Bellona seminar, Oslo 23 Mars 2010 Hanne M. Kvamsdal."— Utskrift av presentasjonen:

1 Materialer og kjemi 1 CO 2 håndtering i industrien Bellona seminar, Oslo 23 Mars 2010 Hanne M. Kvamsdal

2 Materialer og kjemi 2 Innhold  Introduksjon CCS  CCS i Industrien  Status for CO 2 håndtering  Fokus på innfanging  Mulige kostnadsreduksjoner  Forskningstrender  Fokus absorpsjon  Forskning i SINTEF og NTNU post-combustion

3 Materialer og kjemi 3 CCS - Carbon dioxide Capture and Storage CCS value chain SourceCO 2 captureTransport EOR InjectionMonitoring Natural- gas Oil Bio-fuel Coal Costs  Technology development  Up-scaling & verification  Early movers Safety  Methods  Demonstration

4 Materialer og kjemi 4 CO 2 håndtering – status Teknologier for innfanging av CO 2 fra kraftverk  Stort sett eneste løsning for andre kilder enn kraft  Beste løsning for ettermontering

5 Materialer og kjemi 5

6 6 CO 2 håndtering – status ”Post-combustion” innfanging av CO 2  Kjemisk abs. prosess  Aminløsning (MEA, referanse)  Pakningsmateriale i absorber for økt kontaktflate T~70-120ºC T~30-60ºC T~120ºC

7 Materialer og kjemi 7 Post combustion – hoved egenskaper og utfordringer  Reduksjon in virkningsgrad for et kraftanlegg ca %-poeng  Reduksjon i utslipp av CO 2 er 87 % med 90 % fangstgrad  Stort varmebehov ved regenerering  Stort kontakt areal mellom væske og gass, høye absorber kolonner  Atmosfærisk trykk innebærer store utstyrsenheter  Moden teknologi og kommersielle prosesser  Nesten eneste løsning for andre kilder enn kraft og beste løsning for ettermontering

8 Materialer og kjemi 8 CO 2 håndtering – Kostnadsberegning  Basert på SINTEF prosjekt for Klima- og forurensningsdirektoratet i 2008 Sprik i kostnader – hovedsakelig pga:  Variasjon i metodikk (e.g. verktøy) og antagelser for kostnadsberegning  Variasjon i formulering av resultater og formålet med kostnadsberegningen  Kostnadsutvikling som funksjon av tid Andre faktorer:  Valg av teknologi  Geografisk beliggenhet  Innfangingsgrad  Systemgrenser  Modenhet av teknologi  Valgt økonomisk levetid  Kalkulasjonsrente  Valutakurs

9 Materialer og kjemi 9 CO 2 håndtering – status Studier – innfangingsanlegg

10 Materialer og kjemi 10 Beregnet kostnad ulike kilder

11 Materialer og kjemi 11 Post-combustion innfanging av CO 2 - viktige kostnadsparametre  Eksosgass mengde (strømningsrate)  CO 2 innholdet i eksosgassen  Varierer, men typisk ~4 vol% for NG og vol % for kull  p CO2 (totaltrykk*vol% CO 2 ) - viktigste kostnadsparameter  CO 2 rensegrad  Typisk ~80 – 95 %  Væskehastighet (aminløsning)  Dimensjonerende for alt utstyr (ekskl. absorber).  Avh. av parametrene over + CO 2 innhold i væskestrømmene  Energibehov  Termisk energi (lavtrykksdamp) til regenerering av løsningsmiddelet + elektrisk energi til drift av pumper og blower  Kompresjon av CO 2 til transporttrykket  Kjølebehov  Pumping av prosessvann for kjøling i flue-gas pre-cooler  Pumping av sjøvann for kjøling i andre kjølere

12 Materialer og kjemi 12 Effekt av økende CO 2 partialtrykk (=Totaltrykk*vol% CO 2 ) CO 2 fra masovn (2.5 bar, 35% CO 2 )

13 Materialer og kjemi 13 Hva bestemmer investerings- og driftskostnader  CAPEX  Absorber, 30-40%  Kompresjonstog, 25-30%  Koker, 8-10%  Stripper, 5-8%  Blower, 5-7%  Kryss varmeveksler 4-6%  Elektrisitet og varmebehov, % av driftskostnadene  Regenereringsvarme 50-55%  Blower+pumper: 20-30%  Kompresjon 20-25%  Vedlikehold, % av driftskostnadene

14 Materialer og kjemi 14 Post-combustion - forskningstrender  Utvikling av nye solventer og -systemer  Blandinger av aminer  Multi-fase systemer (to væske faser, væske/fast stoff)  Nye regenererings-prinsipper (i tillegg til temperatur)  pH-sving system  Økt gass/væske kontaktareal  Forbedrede pakningsmaterialer  Membraner  Prosess forbedringer  Kjøling av eksos-gass (før og/eller internt i absorber)  Split flow  LVC (Lean Vapour Compression) for reduksjon i varme-behov  Integrasjon av stripping og CO 2 rekompresjon (for CO 2 transport)  Forbedret intern prosess- og varme-integrasjon  Resirkulasjon for oppgradering av CO 2 konsentrasjon

15 Materialer og kjemi 15 Solvent utvikling over tid

16 Materialer og kjemi 16 Effekt av redusert reboiler-duty Halvering dampbehov gir 17% redusert kostnad

17 Materialer og kjemi 17 Effekt av absorber størrelse

18 Materialer og kjemi 18 Effekt av konsentrasjon

19 Materialer og kjemi 19 CCS i SINTEF og NTNU  Keywords  BIG…….  CO2  CLC  H2  CCS – FME  ECCSEL  European CCS Labs  SOLVit  ACC  EU FP6&FP7  Largest R&D provider within CCS in FP6 and FP7 90M€ 82M€ 40M€ 25M€

20 Materialer og kjemi 20 SOLVit Solvent utvikling for neste generasjons post combustion systemer 8 års prosjekt, totalt budsjett 317 MNOK Sponset av Gassnova, Aker Clean Carbon + industri konsortium

21 Materialer og kjemi 21 SOLVit – Utvikling av solventer og solvent systemer for neste generasjons post-combustion anlegg  Kvalifisering av solventer for bruk på kort sikt i demonstrasjonsanlegg  Utvikling av funskjonelle og miljøvennlige solventer  Utnytte avansert absorpsjonskjemi og kunnskap om avansert prosess design for å oppnå et kvantesprang i reduserte fangst-kostnader

22 Materialer og kjemi 22 Nano skala: Material vitenskap/kjemi Industriell skala Lab. skala: Eksperimentelle studier og numerisk modellering Pilot skala Fra molekyl-simulering til industriell skala Væske-struktur Lab Pilot anlegg Likevekts data og modellering

23 Materialer og kjemi 23 Tiller CO 2 anlegg

24 Materialer og kjemi 24 Pilotanlegg med full høyde - Bilder fra 30 November 2009 Offisiell åpning 29. april 2010

25 Materialer og kjemi 25 Hensikt med nytt pilot-anlegg  Teste solventer som er utviklet i lab  Reell eksosgass  Nær industrielle forhold  Demonstrering av 90% CO 2 fangst  Eksperimentell validering  Spesifikt varme-behov (MJ/kg CO 2 fanget)  Utslipp til luft samt degradering  Optimale driftsbetingelser  Driftserfaringer  Input til simuleringsmodeller i CO 2 SIM  Software kode utviklet i SINTEF  Analyse av fangstanlegg  Design og optimalisering av fangst prosesser


Laste ned ppt "Materialer og kjemi 1 CO 2 håndtering i industrien Bellona seminar, Oslo 23 Mars 2010 Hanne M. Kvamsdal."

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google