Kollagring i Nordsjön

Kollagring i Nordsjön
	Kollagring till havs; förutom lagring av havsbotten har det funnits förslag om att lösa upp koldioxid i Nordsjöns vatten.
Processtyp	Kemisk
Huvudteknologier eller delprocesser	; Ren väte Kollagring
Råmaterial	Koldioxid VäteNaturgas;
Produkter)	CO 2 lagring
Ledande företag	Se text

Kollagring i Nordsjön (även känd som kolbindning i Nordsjön ) inkluderar program som drivs av flera nordeuropeiska länder för att fånga upp kol (i form av koldioxid, CO ₂ ), och lagra det under Nordsjön i antingen gamla olje- och gasanläggningar, eller i salthaltiga akviferer. Även om det har skett vissa övergångar till internationellt samarbete, styrs de flesta av CCS-programmen (Carbon Capture and Storage) av lagarna i det land som driver dem. Eftersom regeringarna har lovat nettonoll koldioxidutsläpp till 2050, måste de hitta sätt att hantera eventuell kvarvarande koldioxid som _produceras , till exempel av tung industri. Cirka 90 % av de identifierade lagringsgeologierna för koldioxid i Europa delas mellan Norge och Storbritannien; alla avsedda platser för lagring är belägna i Nordsjön.

Den första kollagringsoperationen som utnyttjade Nordsjöbotten var Sleipnerfältet 1996, som drevs av ett norskt olje- och gasbolag. Lagringen av kol var dock nere på att gasprodukten hade en hög kolhalt och behövde därför skrubbas ( avskalas ) av sitt kol, som pumpades tillbaka ner i gasbrunnen.

Bakgrund

De streckade linjerna visar uppdelningen mellan länder. Norge och Storbritannien dominerar, med Nederländerna, Danmark och Tyskland som har mindre områden.

Gas och olja upptäcktes för första gången i Nordsjön utanför Nederländernas kust 1959. Detta ledde till en enorm olje- och gasindustri, och medan industrin nådde sin topp runt år 2000, beräknas gas och olja framgångsrikt kunna återvinnas från Nordsjön fram till 2050-talet. En lag från 1958 antagen av Förenta Nationerna ( FN-konventionen om kontinentalsockeln ), och en senare lag från 1982 ( FN:s havsrättskonvention [UNCLOS]), gav nationer vissa rättigheter att använda havsbotten på kontinentalsockeln, men också det ansvar som ett land bör hålla sig till. Så även om det var tillåtet att installera olje- och gasriggar, måste riggarna och rörledningarna ibland tas bort när borrningen var klar för att undvika att störa sjöfarten och fisket. Detta är av största vikt utanför Nederländernas kust där kustvattnen är mycket grunt, men för Norge och Storbritannien kan beslut fattas från fall till fall, vilket ger möjlighet att återanvända infrastrukturen för CO ₂ lagring.

Den tidigare användningen av borrning efter olja och gas, och den rikliga tillgången på salthaltiga akviferer på havsbotten, innebär att Norge och Storbritannien delar på 90 % av de identifierade platserna som är geologiskt stabila nog att lagra koldioxid under tryck. Verkställande direktören för Storegga, ett företag bakom ett system för att lagra kol som arbetar från Skottland, sa att "..Även om jag inte tvivlar på att det kommer att finnas andra butiker i Europa med tiden... de kommer fortfarande att vara försvagade av Nordsjön ."

Även om kollagring av de flesta forskare anses vara en viktig faktor för att minska utsläppen av växthusgaser, är kostnaden för avlägsnande av koldioxiden, _transporten och sedan den eventuella lagringen av gasen ganska oöverkomlig, och eftersom länder har lovat en nettonollekonomi till 2050, har ansträngningarna koncentrerats på teknikerna för att hantera antingen det producerade kolet eller för att ta bort det helt. I april 2021 uppskattades det kommersiella avlägsnandet, transporten och lagringen av CO _{2 till $600 per ton, men detta förväntades minska till mellan $200 och $300 i slutet av 2020-talet.} Trots nödvändigheten av att uppnå koldioxid-noll-program har det funnits ett motstånd från allmänheten mot att lagra kol på land, och Nordsjön erbjuder den största lagringskapaciteten till havs i Europa.

Medan studier har utvecklat möjligheten att lagra CO ₂ i havets djup, där trycket kommer att hålla den under vatten, är den föredragna metoden för lagring i gamla olje- och gaskällor. När CO ₂ blandas med havsvatten kan obalansen skada det marina livet och skulle leda till en "mätbar förändring i havskemin".

Den första kommersiella lagringen av CO ₂ i Nordsjön (och i världen) antogs 1996 vid Sleipner-gasfältet , även om kolet avlägsnades från gasen på plats (dvs. till havs) och pumpades in i en salthaltig akvifer av kommersiella skäl. Övervakningen av lagringsplatsen och de data som samlats in under åren är dock ett användbart riktmärke för andra projekt att lära av. En studie som genomfördes på Sleipners lagringsreservoar 2003, när den hade varit i drift i sju år, fastställde att CO ₂ inte skulle "migrera in i Nordsjön på 100 000 år. Andra har sagt att även om sippning från lagringsreservoarer kan vara oundvikligt , kommer förlusthastigheten att vara försumbar och miljöpåverkan av att inte lagra CO ₂ skulle bli värre. På samma sätt fastställde en studie utförd i Forties Oil Field att under en 1 000 års period skulle 0,2 % av CO ₂ läcka ut av lagringsanläggningen och röra sig uppåt. Trots detta skulle det maximala avståndet det skulle röra sig bara vara halva avståndet till havsbottennivån. Vissa befintliga olje- och gaskällor läckte dock ut metan i havet. En studie 2012/2013, fastställt att av 43 brunnar som observerats i Nordsjön läckte 28 ut metan, den näst viktigaste växthusgasen efter koldioxid.Metan i havsvattnet leder till försurning av vattnet.

St Fergus Gas Terminal från luften

Möjligheten att återanvända utarmade olje- och gaskällor, eller salthaltiga akviferer, och förmågan att backa koldioxid genom överflödiga rörledningar, innebär en kostnadsbesparande fördel. En studie utförd av University of Edinburgh på Beatrice Oilfield utanför Skottlands kust, fastställde att avvecklingen av oljeplattformen skulle kosta 260 miljoner pund, men att omplacera plattformen för att ta emot uppfångad CO 2 _under en trettioårsperiod, skulle bara kosta 26 miljoner pund. Ett system som planeras att genomföras från St Fergus Gas Terminal i Skottland, skulle spara 730 miljoner pund genom att pumpa tillbaka CO ₂ genom de överflödiga rörledningarna, vilket sparar investeringar i transporter. Vissa av de brittiska systemen ser bortom sina inhemska marknader när det gäller CO ₂ -lagring och kommer att lobba för att lagra gasen på uppdrag av andra nationer. En undersökt lagringsplats ligger 1,6 kilometer (1 mi) ner, under Moray Firth utanför Skottlands östkust. Den utarmade reservoaren ligger under Captain Sandstone Formation, och om CO ₂ injicerades från två punkter samtidigt, har reservoaren kapacitet att lagra 360 000 000 ton (400 000 000 ton) på bara 1/6 av sin yta. Detta är mängden CO ₂ som släpps ut av Skottland under 23 år.

2009 utfärdade Europeiska unionen ett direktiv som reglerar avskiljning och lagring av koldioxid, som säger att platser för lagring måste vara säkrade mot skador på människors hälsa och att operatörer måste ha ekonomiskt stöd för att genomföra projektet om problem skulle uppstå. Företag (och medlemsstater) som lagrar CO ₂ enligt villkoren i direktivet är fria att ange att CO ₂ inte har "släppts ut" enligt systemet för handel med utsläppsrätter.

Förbättrad oljeutvinning

Enhanced oil recovery (EOR), innebär att CO _{2 injiceras} i oljefält för att tvinga ut kvarvarande olja och rester från fältet. Detta kan förlänga oljefältets livslängd förutom att lagra CO ₂ , förutsatt att geologin är tillräckligt stabil för att göra det. Tekniken för detta har bevisats på land, men offshorearbeten är fortfarande under utvärdering. Två projekt i Nordsjön inleddes 1998 och 2002, ett som innebar injicering av flytande metan i en oljekälla. Framgången för de två satsningarna ledde till ökat förtroende för användningen av EOR offshore. En ytterligare satsning på Forties Oil Field har föreslagits, som skulle lagra CO ₂ och göra oljeutvinningen lättare, även om det inte är ekonomiskt lönsamt.

Danmark

Projekt Greensand

Ett konsortium av tre företag ( Ineos , Maersk Drilling och Wintershall Dea ) driver ett projekt för att lagra kol i oljefältet Nini West. Subsea-reservoaren bekräftades som genomförbar i november 2020 efter att ett borrprogram fastställde att den kunde lagra 450 000 ton (500 000 ton) avfångad CO ₂ under en tioårsperiod. Nini West undervattensreservoaren uppskattas vara 1,4 miles (2,3 km) under havet och i ett område som har varit tillräckligt geologiskt stabilt för att lagra olja och gas i 20 miljoner år.

Norge

Gas- och oljeprospektering, borrning och återvinning av tillgångar som används i dessa satsningar tilldelas av ministeriet för petroleum och energi ( MPE). Eftersom kontinentalsockeln i norska vatten består av mycket djupt vatten kan rörledningar lämnas på plats när de blir överflödiga förutsatt att de inte inkräktar på fiskerättigheterna.

Sleipnerfältet

Borrning av Sleipners olje- och gasfält inledde ett projekt 1996 för att avlägsna koldioxiden från gasen som den hämtade från gasfältet cirka 800 meter (2 600 fot) under havsytan. Den bedömdes med cirka 9 % CO ₂ , vilket behövde minskas avsevärt om gasen skulle vara kommersiellt acceptabel. En CO ₂ -nivå på 2,5 % fastställdes på grund av rörledningsspecifikationer och även för att uppfylla en kolskatt som antogs av den norska regeringen 1990. Processen innebär att naturgasen passerar genom en aminskrubber som tar bort CO 2 och sedan _aminen / CO ₂ -blandningen värms upp, vilket ger en ren CO ₂ -ström som leds tillbaka ner till havsbotten och lagras i en saltlösningsreservoar. Denna reservoar har övervakats sedan projektet startade 1996 så att lockberget håller gasen innesluten. Kappberget är Nordland skiffer, med en tjocklek som varierar mellan 200 meter (660 fot) och 300 meter (980 fot).

År 2011 hade över 13 000 000 ton (14 000 000 ton) CO ₂ lagrats i saltvattenakvifären i Utsiras sandformation under sandstenshöljet. Verksamheten genomförs med iakttagande av norsk petroleumlag.

Projekt Långskepp

2011 lyckades ett projekt i Norge som syftade till att minska koldioxidutsläppen i kraftverk (kol och gas) inte vinna mark. Projektet fungerade inte eftersom energikällan kunde bytas till förnybart. presenterade ett annat förslag, Project Longship , en plan på 25 miljarder kr (3 miljarder dollar) för att inrikta sig på koldioxidutsläppen från cement-, glas-, papper- och gödselfabriker, som släpper ut stora mängder kol i sina produktionsprocesser.

I januari 2021 hade sidorna av en fjord utanför Bergen skurits ut med sprängämnen för att placera de tankar som behövdes för att lagra den infångade CO ₂ . Konsortiet som driver Longship har uttalat att deras mål är att driva företag och förväntar sig att ta skeppslaster av fångad CO ₂ från så långt bort som norra Spanien.

Storbritannien

Borrning efter olja och gas i och runt Storbritannien regleras av Petroleum Act 1998 , men lagringen av CO ₂ styrs av Energy Act 2008 . Den brittiska olje- och gasindustrin är inte statsägd, eftersom den är i Nederländerna och Norge.

År 2030 vill den brittiska regeringen se fyra industrikluster, som kommer att fånga, transportera och lagra kol för att förhindra utsläpp till atmosfären. De fem största industriområdena som har valts ut att arbeta med detta är Grangemouth i Skottland; Teesside , Humber och Merseyside i England; och Port Talbot i Wales. Under 2012 sponsrade regeringen två projekt för att gå vidare med CCS; en vid Peterhead /St Fergus i Skottland baserat på förbränning av naturgas och den andra vid Drax Power Station i North Yorkshire i England.

Förutom Nordsjön, som är listad av CO ₂ lagrad i tre olika regioner (Norra Nordsjön, Centrala Nordsjön, Södra Nordsjön), har kustvattnen runt Storbritannien också identifierade platser i Östra Irländska sjön och engelska Kanal . Sammanlagt har platser identifierade runt den brittiska kontinentalsockeln kapacitet att lagra över 4 miljarder ton (inklusive i Irländska sjön).

England

NTZ och ZCH kollagringsområde i Nordsjön

Tung industri på Teesside och Humber Estuary, (känd som East Coast Cluster), har kombinerat för att fokusera på att lagra CO ₂ i en salthaltig akvifer under Nordsjön, under namnet Northern Endurance Partnership . Den sammanlagda koldioxidproduktionen från de två industriområdena står för nästan 50 % av den som släpps ut från tung industri i Storbritannien. Endurance-lagringsplatsen, som ligger 75–90 kilometer (47–56 mi) utanför Yorkshires kust och 1,6 meter (5 ft 3 tum) under havsbotten, var ursprungligen öronmärkt för ett kolavskiljningsprojekt (den vita rosen ) från Drax kraftstation , som lades ner 2015.

Net Zero Teesside (NZT)

Ett förslag om att placera ett kraftverk på platsen för det tidigare Redcar Steelworks tillkännagavs 2021. Whitetail Energy Plant förväntas vara i drift 2025. Både NZT och ZCH siktar på att vara i full drift 2026, och skulle se till att använda Endurance Aquifer för kollagring. Det ursprungliga förslaget för White Rose-projektet uppskattade att lagringskapaciteten för Endurance Aquifer var 54 000 000 ton (60 000 000 ton).

Zero Carbon Humber

Zero Carbon Humber (ZCH) är Zero Carbon-programmet för Humberside, regionen som grenslar norra och södra stranden av Humber Estuary på Englands östkust. Regionen är den största utsläpparen av bearbetat kol i Storbritannien och släpper ut 12 400 000 ton (13 700 000 ton) årligen. H2H Saltend är en föreslagen väteanläggning med låga koldioxidutsläpp som kommer att sikta på att producera väte från naturgas år 2027. Det inställda White Rose-projektet, planerat för en pipeline för att resa till akvifären från Humber-området och lämna kustlinjen vid Barmston.

Skottland

Acorn CCS avser att fokusera sina ansträngningar på tung industri runt Grangemouth , med gasterminalen vid St Fergus som exportpunkt genom Goldeneye Pipeline till det överflödiga Goldeneye-fältet, 100 kilometer (62 mi) nordost om Aberdeen, och 2 kilometer ( 1,2 mi) under havsytan. Goldeneye-plattformen exporterade gas mellan 2004 och 2011, med tillstånd att avveckla plattformen 2019, men planer lämnades in för att hålla alternativen öppna för riggen i händelse av ett CCS-program. Rörledningen som förbinder St Fergus med Goldeneye-fältet är ett kolstålrör som är 510 millimeter (20 tum) i diameter. Den utarmade gasbrunnen ligger på 2 516 meter (8 255 fot), under lager av sandsten, skiffer och krita. Finansieringen för projektet från den brittiska regeringen avbröts dock 2015.

Ett direkt luftinfångningsprojekt syftar till att installera en anläggning som suger luft genom en gigantisk fläkt och fixerar kolet i luften till en lösning, som kan förädlas för att det uppfångade kolet ska kunna lagras. Placeringen av en sådan anläggning i Skottland anses vara gynnsam eftersom den inblandade ingenjörskonsten liknar den kompetens som behövs inom olje- och gasindustrin, och anläggningen kan placeras nära där gasledningarna kommer i land i Skottland.

Wales

North Wales-klustret kommer att fungera tillsammans med det i nordvästra England. Inför COP 26-toppmötet i Glasgow 2021 tillkännagav den brittiska regeringen en investering på minst 140 miljoner pund, för att främja koldioxid- och vätesystem i nordvästra England/North Wales-klustret, som delas tillsammans med Humber/Teesside-satsningen . Kol som fångas i Wales planeras att bindas i gamla olje- och gaskällor i Irländska sjön, eller transporteras till ett av Nordsjöprojekten för lagring.

Andra länder

Nederländerna, Tyskland, Frankrike och Sverige erkänner alla behovet av program för avskiljning av koldioxid. År 2021 övervägde många av dessa att lagras under Nordsjön. Ingen har dock uppgett om de kommer att driva sin egen lagring eller betala för bortskaffandet av kolet på vare sig den danska, norska eller brittiska anläggningen.

Se även

Anteckningar

Källor

Ball, Matthew; Mann, Indira; Sim, Gordon, red. (juni 2015). Lagring av koldioxid och förbättrad oljeutvinning i Nordsjön: säkrar en framtid med låga koldioxidutsläpp för Storbritannien . Edinburgh: SCCS. ISBN 978-0-9927483-2-6 .
Furre, Anne-Kari; Eiken, Ola; Alnes, Håvard; Vevatne, Jonas Nesland; Kiær, Anders Fredrik (juli 2017). "20 år av övervakning av CO2-injektion hos Sleipner". Energy Procedia . 114 : 3916-3926. doi : 10.1016/j.egypro.2017.03.1523 .
Metz, Bert; Davidson, Ogunlade; de Coninck, Heleen; Loos, Manuela; Meyer, Leo, red. (2005). IPCC:s specialrapport om avskiljning och lagring av koldioxid . Cambridge: Cambridge University Press för Intergovernmental Panel on Climate Change. ISBN 978-0-521-86643-9 .
Roggenkamp, Martha M (2020). "19: Återanvändning av (nästan) utarmade olje- och gasfält i Nordsjön för CO2-lagring: Ta vara på eller sakna ett fönster av möjligheter?". I Banet, Catherine (red.). Lagen om havsbotten: tillgång, användning och skydd av havsbottenresurser . Leiden: Brill Nijhoff. ISBN 9789004391567 .
Spence, Bill; Horan, Denise; Tucker, Owain (2014). "Peterhead-goldeneye Gas Post-combustion CCS-projektet". Energy Procedia . 63 : 6258-6266. doi : 10.1016/j.egypro.2014.11.657 .

externa länkar