SwRI untersucht Herausforderungen bei der CO2-Sequestrierung

SwRI und Blade Energy Partners werden CO2-Testanlagen, darunter die in diesem Bild dargestellte Strömungsanlage, nutzen, um die Forschung zur Weiterentwicklung von CO2-Speichertechnologien und zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen voranzutreiben. (Bild: SwRI)

Das Southwest Research Institute hat eine Absichtserklärung (Memorandum of Understanding, MOU) mit Blade Energy Partners unterzeichnet und damit eine neue Forschungskooperation begründet, die sich auf die Weiterentwicklung von Kohlendioxidspeichertechnologien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen konzentriert.

Gemäß den Bestimmungen der Absichtserklärung werden SwRI und Blade Energy Partners viele der größeren Probleme angehen, mit denen die Energiewirtschaft im Zuge der Expansion des CCUS-Marktes konfrontiert ist, wobei der Schwerpunkt auf der Sequestrierung liegt.

„Wir gehen nicht nur ein einzelnes Problem an, sondern eine Kombination von Herausforderungen, um die Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung für die gesamte Energiewirtschaft zugänglicher zu machen“, sagte Dr. Florent Bocher vom SwRI, der das Projekt leitet.

Die Organisationen werden die Herausforderungen untersuchen, denen sich Fachleute der Industrie bei der Speicherung von CO₂ im überkritischen Zustand gegenübersehen. Überkritisches CO₂ (sCO₂) verhält sich wie ein Gas, weist aber eine ähnliche Dichte wie eine Flüssigkeit auf. Durch seine höhere Dichte kann die Speicherkapazität um das Zehnfache erhöht werden. Wird es als Wärmeträger in Kraftwerkszyklen eingesetzt, kann es aufgrund seiner günstigen thermodynamischen Eigenschaften die Effizienz um bis zu 10 % steigern. Es ist zudem ungiftig und nicht brennbar. Das Institut ist führend in der sCO₂-Forschung , insbesondere im Bereich rotierender Maschinen. Dazu gehört auch die Entwicklung der 169 Millionen US-Dollar teuren 10-MW-Pilotanlage STEP (Supercritical Transformational Electric Power) auf dem SwRI-Campus in San Antonio.

„Um die großflächige Implementierung von CCUS zu beschleunigen und die Kosten zu senken, prüft die Branche die Nutzung bestehender, ungenutzter Bohrungen zur Speicherung von sCO2“, sagte Bocher. „Bevor wir jedoch fortfahren, müssen Fragen geklärt werden, um sicherzustellen, dass kein CO2 austritt und die Integrität der Bohrungen erhalten bleibt. Wir müssen beispielsweise wissen, wie CO2 mit dem Speichergestein interagiert.“

Die Absichtserklärung wird experimentelle und Modellierungsexpertise vereinen, um die Forschung zur Bewältigung von Herausforderungen bei der sicheren Speicherung von CO2 zu unterstützen, wie z. B. die Degradation von Baumaterialien (Zement, Metalle oder Nichtmetalle), die Zuverlässigkeit von rotierenden Maschinen wie Kompressoren, die Eigenschaften von CO2, das mit Verunreinigungen aus vorgelagerten Prozessen kontaminiert ist, die Wechselwirkung und Kontamination des CO2 mit der umgebenden geologischen Umgebung sowie geomechanische Analysen.

„Wir unterstützen CCUS-Lösungen, die sich sehr schnell implementieren lassen, die CO₂-Emissionen in der Atmosphäre reduzieren und eine Übergangslösung bieten, während Technologien mit geringen oder gar keinen CO₂-Emissionen entwickelt werden“, sagte Bocher. „CO₂-Emissionsquellen können nicht von heute auf morgen verschwinden, aber das sollte uns nicht davon abhalten, die Lücke mit realistischen Lösungen für eine nachhaltigere Zukunft zu schließen.“