Ausgangsszenario und CO₂-Quellen

Regionaler Cluster der elf Emittenten (rote Kreise) und verbindendes Pipelinenetz (blaue und braune Linien) sowie Beginn der Sammelpipeline (schwarze Linie) im Ausgangsszenario Quelle: DBI-GUT

In diesem Arbeitsfeld wurden folgende Aspekte untersucht bzw. bearbeitet:

• Festlegung des Ausgangsszenarios (Cluster der CO₂-Emittenten, Transportbedingungen, Speichercharakteristika),
• Definition typischer Zusammensetzungen der CO₂-Ströme der einzelnen Emittenten im Cluster,
• Beschreibung bzw. Bilanzierung der CO₂-Produktion der einzelnen Emittenten,
• Erstellen eines generischen geologischen Modells für den fiktiven Speicherstandort des Ausgangsszenarios.

Ausgangsszenario: Grundlage der Arbeiten im Projekt war ein Szenario eines fiktiven regionalen Clusters verschiedener CO₂‐Emittenten (Kraftwerke und Industrieanlagen), deren CO₂‐Ströme verschiedene Begleitstoffe enthalten. In dem Szenario werden die CO₂-Ströme der einzelnen Emittenten in einem Pipelinenetz zusammengefasst, transportiert und in einen geologischen Speicher injiziert. Dieses Szenario ist fiktiv, basiert aber auf realen Gegebenheiten in Deutschland. Als Emittenten wurden sieben konventionelle Kraftwerke (Brennstoffe: Steinkohle, Braunkohle oder Erdgas) mit den Abscheidetechnologien Post-Combustion Capture, Pre-Combustion Capture sowie Oxyfuel-Verfahren ausgewählt. Zudem sind vier Industrieanlagen (ein Stahlwerk, zwei Zementwerke sowie eine Raffinerie) in dem Cluster vertreten. Die räumliche Anordnung der Emittenten im Cluster ist in der Abbildung (rechts) schematisch dargestellt. Der gesammelte CO₂-Strom aus dem Cluster (jährlich 19,35 Mio. t CO₂) wird in dem Szenario über eine 400 km lange Sammelpipeline zu einem geologischen Speicher transportiert. Die geologische Speicherung erfolgt in einem fiktiven salinaren Aquifer (im Buntsandstein; Tiefe: 1600 m) im Nordseegebiet.

Eine mögliche CO2-Quelle: Zementwerk (hier: Brevik, Norwegen) Quelle: BGR

Emittenten: Die CO₂‐Produktion der Emittenten, insbesondere die komplexen Kohlenstoffströme von Industrieanlagen, sollte erfasst und bilanziert werden.
Die CO₂-Produktion, also die zeitliche Variation von Massenstrom und Zusammensetzung der CO₂-Ströme der einzelnen Emittenten, diente als "Ausgangspunkt" für die Betrachtungen der nachfolgenden Glieder in der CCS‐Prozesskette. Mit diesen Informationen sollte eine Optimierung der CO₂‐Strom‐Einspeisung in dem Cluster ermöglicht werden.

Zudem sollte ein Messsystemkonzept zur zuverlässigen, genauen und kostengünstigen Bilanzierung der CO₂-Produktion verschiedener Emittenten entwickelt werden, um so die anteilige Nutzung der Transport‐ und Speicherinfrastruktur zu erfassen.