CLUSTER – Auswirkungen der Begleitstoffe in den abgeschiedenen CO₂‐Strömen unterschiedlicher Emittenten eines regionalen CLUSTERs auf Transport, Injektion und Speicherung

Projektanfang: 01.07.2015

Projektende: 30.06.2018

Projektstand: 01.01.2016

Das bei der Stromerzeugung in Kraftwerken oder industriellen Quellen (z.B. an Stahl‐ oder Zementwerken) abgeschiedene CO₂ enthält – je nach Entstehungsprozess und Abscheidetechnologie – unterschiedlich hohe Konzentrationen verschiedener Begleitstoffe, z.B. SO_x, NO_x, H₂S, CO oder O₂. Diese Begleitstoffe von CO₂-Strömen stehen im Mittelpunkt des Verbundprojekts CLUSTER. Ziel des vom BMWi mit rund 3,9 Millionen Euro geförderten Projekts ist die Erstellung von Kriterien und Empfehlungen zur Definition von Anforderungen an CO₂-Ströme (§ 24 Kohlendioxid-Speicherungsgesetz – KSpG), um den diskriminierungsfreien Zugang zu einer Transport- und Speicherinfrastruktur unter technisch und wirtschaftlich angemessenen Bedingungen nach § 33 KSpG zu ermöglichen. Dafür soll untersucht werden, wie sich Veränderungen in Zusammensetzung und Massenstrom eines von mehreren Emittenten zusammengeführten CO₂‐Stroms entlang der gesamten CCS‐Prozesskette auswirken. In einem Modellszenario wird ein repräsentatives regionales CLUSTER unterschiedlicher CO₂-Quellen betrachtet, in dem die abgeschiedenen CO₂-Ströme der jeweiligen Quellen in einer Sammel-Pipeline zusammengefasst, transportiert und in einen geologischen Speicher injiziert werden. Dabei wird beispielsweise die reaktive Wirkung von CO₂-Strömen veränderlicher Zusammensetzung auf Anlagenteile, Pipeline-Stähle, Bohrlochzemente und Speichergesteine erforscht.

Mitarbeiter im Verbundprojekt CLUSTER beim Auftakttreffen Quelle: BGR

Die Arbeiten der BGR umfassen potenzielle Auswirkungen von zeitlich variierenden CO₂‐Strömen auf injektionsrelevante Prozesse im Speicher sowie Prognosen zu möglichen Verformungen der Geländeoberfläche. Injektionsrelevante Prozesse werden einerseits mit geochemischen Transportmodellberechnungen, die die Ausbreitung und Festlegung des injizierten CO₂-Stroms im Speicher abbilden, untersucht und bewertet. Andererseits werden in diesem Kontext Batch- und Durchflussexperimente zu Fluid-Gesteins-Wechselwirkungen und zur Einlösung von CO₂ und Begleitstoffen in salzreiche, wässrige Lösungen im Labor durchgeführt. Mittels thermisch-hydraulisch-mechanisch (THM) gekoppelter Modellberechnungen werden Prognosen zu möglichen Verformungen der Geländeoberfläche berechnet, die durch Veränderungen des mechanischen Spannungszustands im Untergrund in Folge der CO₂-Injektion entstehen.

Projekt-Homepage: www.bgr.bund.de/CLUSTER

Partner:

BAM Bundesanstalt für Materialforschung und ‐prüfung, Berlin (BAM)

DBI Gas‐ und Umwelttechnik GmbH, Leipzig (DBI)

Eurotechnica GmbH, Bargteheide (ET)

Martin‐Luther‐Universität Halle‐Wittenberg, Institut für Geowissenschaften, Halle (MLU)

Technische Universität Clausthal, Institut für Erdöl‐ und Erdgastechnik, Clausthal‐Zellerfeld (TUC)

Technische Universität Hamburg, Institut für Energietechnik, Hamburg (TUHH)