Chancen für CCS-Technologie

Die Norweger meinen es ernst. Das skandinavische Land verfolgt bereits ehrgeizige Klimaziele. Jetzt wollen die Nordeuropäer Vorreiter werden in Sachen CO₂-Abscheidung und -Speicherung – kurz CCS für Carbon Capture and Storage. „CCS ist ein wichtiger Bestandteil unserer Klimapolitik und die Regierung hat sich zum Ziel gesetzt, mindestens ein Demonstrationsprojekt zu realisieren“, sagt Terje Søviknes, der norwegische Erdöl- und Energieminister in einer Pressemitteilung von Gassnova, dem norwegischen Staatsunternehmen für CCS. Dabei soll die gesamte Kette abgedeckt werden: von der CO₂-Abtrennung und Zwischenlagerung über den Transport bis zur unterirdischen Verpressung des Kohlendioxids.

„Um die Technologie weiter voranzutreiben und in die Industrie zu integrieren, ist die Initiative Norwegens ein enorm wichtiger Schritt“, erklärt Olaf Christoph, Manager im Bereich Geschäftsentwicklung und Vertrieb von Wasserstoff- und Synthesegas-Anlagen bei Linde Engineering in Dresden. „Bereits im Jahr 2016 hat Gassnova eine umfangreiche Machbarkeitsstudie durchgeführt, um potenzielle Kandidaten zu identifizieren, die große Mengen CO₂ emittieren“, sagt Christoph. Seit Mitte April 2017 ist jetzt klar: Das Zementwerk Norcem, die Müllverbrennungsanlage in Klemetsrud und der Ammoniakhersteller Yara in Porsgrunn sind in der engeren Wahl.

Mit 360 Millionen Norwegischen Kronen werden die Industrieunternehmen jetzt von der Regierung unterstützt – umgerechnet fast 40 Millionen Euro –, um die bereits begonnenen Studien bezüglich der CO₂-Abspaltung weiterzuführen. Mindestens ein Projekt will Gassnova realisieren. Beim Ammoniakhersteller Yara ist Linde Engineering Dresden als Kooperationspartner für die gesamte CCS-Integration im Rennen – und das nicht ohne Grund: „Wir können auf umfassendes Knowhow zurückgreifen und haben mehrere Referenzprojekte, mit denen wir unser breites Technologiespektrum belegen können“, erklärt der Linde-Experte. „Vor allem deckt unser Erfahrungsschatz die gesamte Kette ab – vom Design der Carbon-Capture-Anlage über die Aufreinigung und Verflüssigung des abgetrennten Kohlendioxids bis hin zu seiner Lagerung.“

Hinsichtlich der anfallenden CO₂-Mengen ist die Kooperation mit Yara jedenfalls schon jetzt ein Mammutprojekt: Pro Jahr fallen in der Ammoniakanlage bis zu 805.000 Tonnen des Klimagases an, umgerechnet fast 2.400 Tonnen täglich, die abgetrennt und behandelt werden sollen. „In dieser Größenordnung gibt es weltweit wenig Referenzen“, weiß Christoph. „Hier kann Linde gleich mit zwei realisierten Anlagen punkten: In Hammerfest trennen wir täglich 2.000 Tonnen CO₂ aus Erdgas ab und in Al Jubail reinigen und verflüssigen wir etwa 1.350 Tonnen Kohlendioxid pro Tag.“ Und das Unternehmen hat mit dem RWE-Kraftwerk in Niederaussem und dem Southern Company National Carbon Capture Center in Wilsonville zwei weitere Referenzprojekte hinsichtlich der CCS-Technologie. Zudem sind die Betriebskosten der Linde-Anlagen vergleichsweise gering.

Konstruktionszeichnung einer Linde-Anlage zur Reinigung und Verflüssigung von Kohlendioxid wie sie beim Kunden UNITED in Al Jubail, Saudi Arabien bereits eingesetzt wird.

„Die CO₂-Abscheidung kann einen wichtigen Beitrag leisten, um die industriellen Emissionen zu limitieren. Und dieses Projekt gibt uns die einmalige Gelegenheit zur Entwicklung einer Demonstrationsanlage beizutragen“, sagt Petter Østbø, Executive Vice President Production von Yara in einer Pressemitteilung von Gassnova. Beim Ammoniakhersteller gibt es zwei CO₂-Quellen, die Linde mit dem sogenannten Post-Combustion-Capture-Verfahren als auch einer Synthesegaswäsche nachrüsten soll: Den Steam-Methan-Reformer und die Ammoniakanlage. Das Post-Combustion-Capture-Verfahren beinhaltet mehrere Schritte zur Abtrennung des Kohlendioxids. Das Kernstück der Anlage ist ein Absorber. Darin wird das heiße Rauchgas im Gegenstromverfahren mit einer Waschflüssigkeit in Kontakt gebracht. Hierbei handelt es sich um ein organisches Lösungsmittel des Chemiekonzerns BASF, das Kohlendioxid aus dem Abgas aufnimmt. 

„Bei Yara liegen zwei sehr unterschiedliche Rauchgasströme vor“, erklärt Linde-Experte Christoph. „Am Steam-Methan-Reformer muss ein sauerstoffreiches Abgas behandelt werden, das bei Umgebungsdruck vorliegt. Bei der Ammoniakanlage steht das Synthesegas dagegen unter einem Druck von 26 bar, enthält dafür aber keinen Sauerstoff. Deswegen setzen wir zwei unterschiedliche BASF-Waschmittel der Marke OASE^® ein.“ Die mit CO₂ gesättigte Waschflüssigkeit wird in einen so genannten Desorber geführt und dort erhitzt. Dadurch löst sich das CO₂ wieder aus der Flüssigkeit. Sie wird anschließend abgekühlt und zum Absorber zurückgepumpt, wo der Waschkreislauf erneut beginnt.

Um das abgetrennte Kohlendioxid, das die Post-Combustion-Anlage mit einer Reinheit von mehr als 99,9 Volumenprozent verlässt, zu verflüssigen und zu lagern, kommen ebenfalls Technologien von Linde zum Einsatz. Und auch für die Speicherung in großen Tanks bei 16 bar und bis zu -30 Grad Celsius sind die Anlagenspezialisten verantwortlich. „Für das Projekt bei Yara müssen wir Lagerkapazitäten von bis zu 12.000 Tonnen vorsehen“, sagt Christoph. Für Linde sind die infrastrukturellen und technologischen Randbedingungen bei Yara insgesamt ideal: Die Lage im Industriepark macht die Anbindung an Wärme und Kühlwasser unkompliziert. Zudem befindet sich der Anlagenkomplex direkt an der Küstenlinie eines Fjords. So lässt sich das verflüssigte Klimagas dann leicht per Schiff abtransportieren. Anschließend soll das CO₂ per Pipeline unter dem Meeresboden der Nordsee verpresst werden. Ausgewählt wurde dafür bereits das Smeaheia Gebiet, östlich des Erdgasfeldes Troll, als sicherer Lagerort. 

Industrieanlage des Ammoniakherstellers Yara in Porsgrunn, Norwegen.

Nach einer weiteren Konzeptstudie, die die drei ausgewählten Kandidaten jetzt noch durchführen und bei Gassnova einreichen müssen, will die norwegische Regierung Anfang 2019 bekanntgeben, welches Projekt realisiert werden wird. Wenn alles nach Plan verläuft, soll es im Jahr 2022 in Betrieb gehen – und damit einen Meilenstein für die großtechnisch, industrielle Anwendung der CCS-Technologie darstellen.