CO2-frakt blir teknisk vanskelig: Trenger flere hundre skip

Karbonfangst og lagring (CCS – carbon capture and storage) kommer til å bli et krav for å redusere CO₂-utslipp. Det betyr også stort behov for å transportere CO₂.

I det norske Northern Lights-prosjektet skal det fra 2024 transporteres over 1,5 millioner tonn CO₂ for deponering 2.600 meter under havbunnen. Volumet skal etter planen økes til 3,5 og deretter fem millioner tonn.

DNV anslår at det på verdensbasis vil være behov for flere hundre fartøy i ulike størrelser innen 2050.

Northern Lights skal stå for transport og lagring av CO₂ som en del av den norske CCS-satsingen Langskip. CO₂ skal transporteres i flytende form på spesialbygde skip fra karbonfangstanlegg (CC) ved fabrikker og utslippspunkter i Norge og utlandet. Skipene losser ved et mottaksanlegg i Øygarden og sendes i rør offshore for injeksjon under tette bergarter langt under havbunnen.

Northern Lights første kunder er Norcem-fabrikken i Brevik og et Yara-anlegg i Nederland.

Teknologien for å bygge skip som kan transportere store volum flytende CO₂ er under utvikling. Norge leder an, men verft, skipsdesignere og klasseselskap fra mange nasjoner jobber med nye konsepter.

Norge i front

Foreløpig er gjødselprodusenten Yara en pioner på området med tre skip spesiallaget for CO₂-transport. For Yara er CO2 et biprodukt fra ammoniakkproduksjon som selges til bryggerier, matvareprodusenter og til drivhus.

De 83 meter lange skipene, kalt Yara Frøya, Yara Gerda og Yara Embla, har tanker på 1.250 – 1.800 m³. Det var opprinnelig bulkskip på 3.480 dvt som ble bygget om og fikk installert type C-tanker (lange sylindriske trykktanker) som tåler både kulde og trykk. For å frakte CO₂ må gassen gjøres om til væske. Det er ikke like enkelt som for naturgass (LNG) eller petroleumsgasser (LPG). Yara-skipene frakter CO₂ med et trykk på 15 bar og – 25 grader Celsius.

Teknologisprang

Erik Mathias Sørhaug, leder for forretningsutvikling i DNV Maritime Advisory, sier til TU at det er et stort teknologisk steg fra Yara skipene til Northern Lights-skipene, spesielt med tanke på materialer og tankdesign.

Northern Lights-prosjektet har bestilt to skip fra Dalian Shipbuilding Industry som kan ta 7.500 tonn LCO_{2 (}flytende CO₂) med et trykk på 15 bar og -28 grader C. Skipene vil ha type C-tank. Skipene skal ha LNG-motorer, rotorseil og energieffektivt skrogdesign med luftsmøring.

– Skipene bygges etter IMOs ICG-kode og DNVs tilleggskrav, sier Sørhaug til TU.

Northern Lights-skipene er designet sammen med Shell International Trading and Shipping Company Ltd (Stasco) og med teknologi fra blant andre Wärtsilä i Norge. Fartøyene skal ha norsk flagg og kan også benyttes til LPG-frakt.

Sammen med eierne Equinor, Shell og TotalEnergie, studer Northern Light et nytt og større skipskonsept på 12.500 m³. Northern Lights-partnerne, Gassco og DNV studerer også muligheter for lavtrykks-konsepter gjennom et større felles industriprosjekt (CETO – CO2 Efficient Transport via Ocean).

Forskjellig trykk og temperatur

– For andre CCS-prosjekter kan det bli behov for andre kombinasjoner av tanktyper, trykk og kjøling. Det krever utvikling av lav-, middels- og høytrykks tankløsninger, sier Sørhaug.

Sørhaug sier at LPG-skip ikke uten videre kan frakte CO₂ på grunn av ulik konfigurasjon, materialer og utstyr.

For CCS-prosjekter i Nord-Europa vil det antakelig ikke være behov for veldig store skip ettersom avstandene vil være kort. CCS-prosjekter planlegges i flere andre land og med behov for frakt over lengre distanser. Det vil kreve vesentlig større skip som igjen vil kunne bety andre løsninger for tank og lasthåndtering.

– Nye løsninger og systemer med større tanker medfører andre risikovurderinger og utfordringer innen skipsdesign, konstruksjon, materialvalg, overvåking, sikkerhet og drift, påpeker Sørhaug.

Stella Maris

Et annet prosjekt tar også for seg CO2-transport til sokkelen, men da med langt større volum. Det er Altera Infrastructures som leder prosjektet kalt Stella Maris.

Gjennom Stella Maris, skal Altera Infrastructure og partnere utvikle og skalere teknologien som kan frakte store mengder CO₂ fra ulike kilder i Europa på kjøl til et flytende mottaks- og injeksjonsanlegg i Nordsjøen.

Blant partnerne er oljeselskapene Equinor og Total, som også er med på Northern Lights, som er i ferd med å demonstrere at CO₂ kan injiseres i et reservoar.

Stella Maris legger opp til skip på 50.000 m³ lastekapasitet der CO₂ er under trykk (6,5 bar) og kjøles ned til minus 50 grader Celsius. En sylindrisk, flytende injeksjonsplattform skal kunne ta imot skipene og injisere opp til 10 millioner tonn CO₂ i året.

Kappløp

Skipsdesignere i hele verden designer og utvikler skip for frakt av CO₂. Klasseselskapene melder om prinsippgodkjenning (Approval in Principle) av nye og stadig større skip.

DNV ga allerede i fjor AIP til et 240 meter langt, og 30 meter bredt skip med kapasitet på 40.000 tonn LCO2 utviklet av Hyundai Heavy Industries og Korea Shipbuilding & Offshore Engineering Co (KSOE).

I april i år fikk norsk-japanske Knutsen NYK Carbon CarrieAIPAS (KNCC) AiP for et konsept der CO₂ fraktes ved atmosfærisk temperatur i mange trykkbeholdere om bord på skipet. Konseptet bygger på en 20 år gammel teknologi, opprinnelig utviklet for trykksatt naturgass (PNG -pressurized natural gas). Ved ca. 20 grader Celsius kreves et trykk på cirka 60 bar for at CO₂ skal være i væskeform.

Japan og Larvik

Det japanske klasseselskapet Class NK har gitt Mitsui OSK Lines (MOL) en prinsippgodkjenning for et skip på 68.000 kubikkmeter LCO2. MOL deltar i en rekke forsknings- og utviklingsprosjekter knyttet til CCS, utnyttelse (CCU) og transport.

I fjor kjøpte MOL seg inn i Larvik Shipping, som driver Yara-fartøyene. MOL har også samarbeidet med Mitsubishi Shipbuilding om et CO2-skip på opptil 50.000 kubikkmeter, med AIP fra DNV.

Nå har Mitsubishi på vegne av den japanske organisasjonen for utvikling av ny energi- og industriteknologi (NEDO) satt i gang bygging av et lite CO₂-fartøy for å få erfaring med og forske på teknologien. Skipet blir 72 meter langt og får en kapasitet på 1.450 kubikkmeter.

Med i prosjektet er også Kawasaki Kisen Kaisha (“K” Line), Nippon Gas Line og Ochanomizu University.