Autor: Michael Tewes
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Autor: Michael Tewes
Die Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS) rückt zunehmend in den Fokus, um die zukünftige Erzeugung grüner Energie zu unterstützen, und ist somit eine mittelfristige Lösung auf dem Weg in eine kohlenstoffneutrale Zukunft. Unser Experte Michael Tewes, Business Line Manager Hydrogen and Future Fuels bei der ROSEN Group, befasst sich eingehender mit der Rolle eines robusten Pipelines für den Transport von CO2.
Seit die Internationale Energieagentur (IEA) ihren Fahrplan zur Erreichung von Netto-Null-Emissionen bis 2050 veröffentlicht hat, ist klar, dass dieses Ziel einen multidisziplinären Ansatz erfordert. Als größte Quelle globaler Treibhausgasemissionen ist der Energiesektor von entscheidender Bedeutung, um die globale Erwärmung unter dem im Pariser Abkommen vorgesehenen Anstieg von 1,5 °C zu halten. Dennoch erleben wir bereits jetzt immer extremere Wetterereignisse mit Rekordtemperaturen, Dürren, Waldbränden, starken Regenfällen, unerwartetem Schnee in wärmeren Regionen, Überschwemmungen und Hurrikanen. Diese durch CO₂ und andere Treibhausgase verursachten Umweltauswirkungen unterstreichen die Dringlichkeit des Übergangs von fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energiequellen.
Grüner Wasserstoff entwickelt sich zu einer vielversprechenden langfristigen Lösung für die Speicherung, den Transport und die Nutzung von Energie. Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbarer Elektrizität erzeugt und kann als effizienter Energieträger und industrieller Rohstoff dienen. Die Erzeugung erneuerbarer Elektrizität nimmt mit dem Ausbau von Offshore-Windparks und Photovoltaik-Installationen zu; allerdings muss die derzeitige Rate der Erzeugung grüner Energie noch auf das Niveau ansteigen, das erforderlich ist, um fossile Brennstoffe vollständig zu ersetzen. Mittelfristig erfordert die Dekarbonisierung der Energieerzeugung und die Erzeugung von Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen den Einsatz von CCUS (Carbon Capture, Utilization and Storage). Ursprünglich auf die Wasserstofferzeugung und schwer zu reduzierende Sektoren ausgerichtet, nehmen CCUS-Projekte und Pilotinitiativen in der gesamten Branche zu.
Im Rahmen der weltweiten Bemühungen zur Reduzierung von Emissionen wird die kohlenstoffarme Wasserstoffproduktion in Kombination mit CCUS zu einem wesentlichen Schwerpunkt der Energiewende. Für die Produktion von blauem Wasserstoff muss während der Dampfreformierung von Methan CO₂ aufgefangen und zur langfristigen Speicherung in sichere unterirdische Lagerstätten transportiert werden. Der Ausbau der CCUS-Kapazität und die Einrichtung einer zuverlässigen Transportinfrastruktur werden Zeit in Anspruch nehmen, und jedes nennenswerte Wachstum von CCUS bis 2030 und darüber hinaus wird von den heutigen Entscheidungen abhängen. Leider liegt die derzeitige CCUS-Kapazität noch hinter den Zielvorgaben zurück.
Es gibt jedoch vielversprechende Entwicklungen: Laut dem neuesten DNV Energy Transition Outlook (ETO) für 2024 werden die globalen Energieemissionen voraussichtlich im Jahr 2024 ihren Höhepunkt erreichen, wobei sich dieser Zeitpunkt je nach Änderungen der globalen Politik um ein oder zwei Jahre verschieben kann. Darüber hinaus gewinnt CCUS an Dynamik, wobei die CO₂-Abscheidekapazität von in Betrieb befindlichen, im Bau befindlichen oder in der Entwicklung befindlichen Projekten von 2022 bis 2023 um fast 50 % zunimmt.
Trotz dieser Fortschritte besteht nach wie vor eine erhebliche Lücke zwischen den aktuellen Prognosen zur Reduktion von Treibhausgasen und den Werten, die zur Begrenzung der Erderwärmung und zur Erreichung der Netto-Null-Ziele erforderlich sind. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit schnellerer Fortschritte bei der Reduzierung von Emissionen und der Einführung von CCUS, um die ehrgeizigen Klimaziele für die kommenden Jahrzehnte zu erreichen.
Pipelines werden eine entscheidende Rolle bei der Energiewende spielen, da sie wesentliche Transportsysteme für Wasserstoff und CO₂ sind.Sie werden Wasserstoffproduzenten und CO₂-Emittenten mit Verbrauchern und Speicheranlagen verbinden und so ein integriertes Netzwerk schaffen. Pipelines bieten die zuverlässigste, sicherste und kostengünstigste Lösung für den Transport von CO₂ über große Entfernungen und werden so zum Rückgrat der CCUS-Bemühungen. Der Bau eines Pipeline-Netzes zur Sammlung und zum Transport von abgeschiedenem CO₂ zur Sequestrierung erfordert eine gründliche Planung, erhebliche Investitionen in die Infrastruktur und eine starke regulatorische Unterstützung, um den Erfolg und die Nachhaltigkeit zu gewährleisten.
Da CCUS für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen von entscheidender Bedeutung ist, ist der Aufbau eines zuverlässigen CO₂-Pipeline-Netzes von entscheidender Bedeutung. Der Transport von abgeschiedenem CO₂ von der Quelle zu den Lagerstätten klingt einfach, erfordert in der Praxis jedoch eine ausgeklügelte, belastbare Infrastruktur. Als ExpertInnen für Inline-Inspektionen bin ich der Meinung, dass der Erfolg eines CO₂-Pipeline-Netzwerks von Anfang an auf den Grundsätzen der Sicherheit, Zuverlässigkeit und gründlichen Überwachung basieren muss. Nur dann können wir sicherstellen, dass diese ehrgeizige Infrastruktur ihren Zweck erfüllt, ohne die Umwelt oder das öffentliche Wohl zu beeinträchtigen.
Der Transport von CO₂ unterscheidet sich erheblich vom traditionellen Öl- und Gastransport. CO₂ wird oft unter hohem Druck transportiert, was spezielle Materialien und den Bau von Pipelines erfordert, um die Eindämmung zu gewährleisten. CO₂ verhält sich unter Druck unvorhersehbar, was besondere Herausforderungen für die Eindämmung und Leckageerkennung mit sich bringt. Jede Leckage macht die Klimavorteile zunichte und stellt ein ernstes Risiko für die umliegenden Gemeinden und Ökosysteme dar.
Hier kommt die Inline-Inspection Technology ins Spiel. Hochtechnologische Tools wie intelligente Molche, die Schwachstellen erkennen, bevor sie zu schwerwiegenden Ausfällen führen, sind für CO₂-Hochdruckpipelines unerlässlich. Regelmäßige Inspektionen können Schwachstellen, von Korrosion bis hin zu kleinen Rissen, aufdecken, bevor sie zu kostspieligen oder gefährlichen Ausfällen eskalieren. Experten für Inline-Inspektionen stellen ihr Fachwissen zur Verfügung und setzen Technologien ein, die die strukturelle Integrität dieser Pipelines in jeder Phase gewährleisten.
Der Aufbau eines CO₂-Pipeline-Netzwerks ist mehr als eine technische Meisterleistung; es ist ein Bekenntnis zur öffentlichen Sicherheit und zum Umweltschutz. Während Inspektionstechnologie die strukturelle Integrität von Pipelines gewährleisten kann, ist das Vertrauen der Öffentlichkeit ebenso wichtig. Eine transparente Kommunikation über Pipelinetrassen, Sicherheitsprotokolle und Inspektionsmaßnahmen gibt den Gemeinden Sicherheit in Bezug auf die Sicherheit dieser Pipelines, insbesondere in Wohngebieten. ExpertInnen für Inline-Inspektionen tragen dazu bei, indem sie eine unabhängige Validierung der Sicherheitsstandards durchführen und so das Vertrauen der Öffentlichkeit in diese Infrastruktur stärken.
Ein solider Rechtsrahmen ist für CO₂-Pipelines unerlässlich, und Inline-Inspektionen spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfüllung der gesetzlichen Anforderungen. Regelmäßige Inspektionsprotokolle für Tests, Wartung und Überwachung sind notwendig, um eine gleichbleibende Sicherheit und Verantwortlichkeit zu gewährleisten. Diese Protokolle sorgen für Zuverlässigkeit im Pipelinenetz und stärken das Vertrauen der Öffentlichkeit und der Investoren in CCUS als tragfähige Lösung zur Bekämpfung des Klimawandels.
Die Regulierung sollte auch die langfristigen Verbindlichkeiten für die CO₂-Speicherung regeln. Obwohl Pipelines nicht direkt für die Speicherung verantwortlich sind, ist ein zuverlässiges CO₂-Transportnetz für die Speichersicherheit von entscheidender Bedeutung. Ein zuverlässiges CO₂-Pipelinesystem ist ein wichtiger Weg von der Abscheidung bis zur Sequestrierung, und jedes Glied muss solide sein, um die Zuverlässigkeit des Netzes zu gewährleisten.
Der Bau eines CO₂-Pipeline-Netzes ist ein kapitalintensives Unterfangen. Die Inline-Inspection Technology, die den Schwerpunkt auf vorbeugende Wartung legt, kann dabei helfen, die Betriebskosten zu kontrollieren. Durch die frühzeitige Erkennung und Behebung von Problemen werden Ausfallzeiten reduziert, teure Reparaturen vermieden und die allgemeinen wirtschaftlichen Risiken von Pipeline-Ausfällen minimiert.
Die Integration bewährter Verfahren vom ersten Tag an und die Förderung einer Kultur regelmäßiger Inspektionen und Wartungen senken die langfristigen Kosten und ziehen Investitionen an. Investoren unterstützen eher ein Netzwerk, das ein proaktives Risikomanagement demonstriert, als eines, das Probleme nur reaktiv angeht.
Um ehrgeizige Klimaziele zu erreichen, muss das CO₂-Pipeline-Netz schnell ausgebaut werden, was Fachwissen im Bereich der Inline-Inspektion umso wichtiger macht. Das heutige Netz kann zwar die vorhandenen Kapazitäten aufnehmen, muss aber bei der Erweiterung der Infrastruktur sicher, belastbar und anpassungsfähig bleiben. Fortschritte in der Sensortechnologie, Datenanalyse und im maschinellen Lernen können die Erkennungsfähigkeiten verbessern und Inspektionen schneller und genauer machen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.
Neue Technologien ermöglichen Echtzeitüberwachung und Fernanalyse – Tools, die bei der Erweiterung des Pipeline-Netzwerks von unschätzbarem Wert sein werden. Durch die Nutzung dieser Innovationen wird sichergestellt, dass ein umfangreicheres und komplexeres Netzwerk weiterhin effizient und sicher betrieben werden kann.
Während wir auf ein nationales oder sogar internationales CO₂-Pipeline-Netz hinarbeiten, sollte die Inline-Inspektion als entscheidender Partner für diesen Erfolg angesehen werden. Die Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit des Netzes hängen von unserer Fähigkeit ab, Risiken in Echtzeit zu erkennen und zu mindern, um einen sicheren Weg von der Erfassung bis zur Speicherung zu gewährleisten.
Damit CCUS sein Potenzial im Kampf gegen den Klimawandel ausschöpfen kann, brauchen wir ein robustes CO₂-Pipeline-Netz, das durch modernste Inspektions- und Integritätsmanagementverfahren unterstützt wird. Davon hängen die Zukunft von CCUS und sein Versprechen an die Umwelt ab. Bei ROSEN können wir auf eine beachtliche Erfolgsbilanz bei der Inspektion von Pipelines für2-CO₂ mit verschiedenen Technologien zurückblicken. Mit unserem umfangreichen Wissen und unseren Fähigkeiten im Bereich Engineering für Integrität tragen wir als Partner zur Risikominderung bei der Energiewende bei und stellen Technologie und Kompetenz für eine nachhaltige Zukunft bereit.