Ναυτιλία Μεταφοράς Διοξειδίου του Άνθρακα (co2)

Θαλάσσιες Μεταφορές της CΟ2, είναι ένα από τα στοιχεία της αλυσίδας αξίας Capture Carbon Utilization Storage (CCUS) και Capture Carbon Storage (CCS). Αναφέρεται στη μεταφορά CO2 σε μια συγκεκριμένη μορφή, από λιμάνι σε λιμάνι ή σε υπεράκτιο αγωγό με πλοίο, προκειμένου να αποθηκευτεί σε γεωλογικό ή άλλο σχηματισμό. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία ξεκίνησε τη δεκαετία του 1990 με έργα επίδειξης και εντάθηκε τη δεκαετία 2010-2020 στις σκανδιναβικές χώρες με κύριο στόχο να αποδείξει ότι η θαλάσσια μεταφορά CO2 είναι μια οικονομικά αποδοτική λύση για την αλυσίδα αξίας.

​

Το μέγεθος της παγκόσμιας αγοράς διοξειδίου του άνθρακα αποτιμήθηκε σε 7,80 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ το 2020  και η βιομηχανία τροφίμων και ποτών είναι ο μεγαλύτερος τελικός χρήστης CO2. Εμπορικό φαγητό - βαθμού CO2 επί του παρόντος μεταφέρεται με φορτηγό, τρένο ή πλοίο, και συνήθως ως ψυκτικό υγρό. Αυτό είναι γενικά CO υψηλής καθαρότητας, συνήθως συλλαμβάνονται από εγκαταστάσεις παραγωγής υδρογόνου ή άλλες ζυμώσεις ή χημικές διεργασίες με παραπροϊόν υψηλής συγκέντρωσης CO2.

​

Για τη βιομηχανία τροφίμων και ποτών, το CO2 μεταφέρεται συνήθως σε πλοία χωρητικότητας μικρότερης από 2 kt CO2. Για παράδειγμα, το CO2 συλλαμβάνεται σήμερα από τον παραγωγό λιπασμάτων Yara και αποστέλλεται συστηματικά για εμπορική χρήση (π.χ. τρόφιμα και ποτά) από τη Larvik Shipping για την Praxair. Αυτά τα πλοία έχουν χωρητικότητα έως 1,8-2,0 kt ανά αποστολή. Αυτή η CO2 μεταφέρεται σε υγρή μορφή στα 15-18 barg και  περίπου -22 έως -28°C. Αυτή είναι μια μικρότερη κλίμακα από αυτή που θα ήταν απαραίτητη για το CCS. Για παράδειγμα, με τις τρέχουσες προδιαγραφές Northern Lights, κάθε αποστολή θα μεταφέρει περισσότερα από 8,2 kt2.

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Οφέλη του Shipping

​

Η ναυτιλία είναι μια ελκυστική εναλλακτική για τη μεταφορά CO₂, ειδικά για όσους μετακινούνται πρώιμα, επειδή είναι μια ευέλικτη επιλογή πουδεν απαιτεί σταθερή υποδομή. Είναι επίσης κλιμακούμενος, και είναι λιγότερο ευαίσθητο στις διακυμάνσεις του προφίλ σύλληψης από τις σωληνώσεις.

Η τεχνολογία για τη ναυτιλία CO₂ είναι έτοιμη και υπάρχουν σε εξέλιξη έργα για την κατασκευή των πλοίων που θα μεταφέρουν το CO₂ για τα έργα CCS πρώιμης μετακίνησης (π.χ. Northen Lights). 

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

​

               Εικόνα 2. - Επισκόπηση υπεράκτιων μεταφορών και αποθήκευσης  (Πηγή: globalccsinstitute.com)

​

Teτεχνολογίας και  βραχυπρόθεσμη ανάπτυξη

​

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η αποστολή LCO2 γίνεται εμπορικά, αλλά σε μικρότερη κλίμακα σε σύγκριση με αυτό που θα απαιτούνταν για το CCS. Ωστόσο, το κομμάτι αποστολής της αλυσίδας αξίας CCS είναι εγκαίρως και έχει προχωρήσει για τα εν εξελίξει έργα CCS.

Βόρειο Σέλας στον ΑρRway προσαρμοσμένα σχέδια πλοίων που χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά υγραερίου πετρελαίου (LPG), προσθέτοντας ένα σύστημα μεταφοράς υγροποιημένου CO2 και μόνωση για τη διατήρηση μιας θερμοκρασίας που διατηρεί το CO2 σε υγρή κατάσταση. Η Northern Lights Joint Venture ανακοίνωσε στις 11 Οκτωβρίου 2021 ότι παρήγγειλε δύο αποκλειστικά αεροσκάφη LCO₂ που θα είναι έτοιμα για παράδοση μέχρι τα μέσα του 2024. Το LCO2 θα μεταφερθεί σε κρυογονικές συνθήκες (15 barg και θερμοκρασία ισορροπίας). Τα πλοία θα κατασκευαστούν από την Dalian Shipbuilding Industry και έχουν μέγεθος φορτίου 7500m3 (~7,5 kt) και μήκος 130 m. Το κύριο καύσιμο σε αυτόν τον σχεδιασμό είναι το LNG.

Οι συλλέκτες άνθρακα στην Ολλανδία έλαβαν Αρχή έγκριση για το σχεδιασμό του συνδυασμού ρυμουλκών τους και του συστήματος πρόσδεσης ανοικτής θάλασσας. Το LCO2 θα μεταφερθεί σε θερμοκρασίες πάνω από 0 °C, πιέσεις πάνω από 40 barg. Η ονομαστική χωρητικότητα για κάθε φορτηγίδα είναι 5500 m3 (~4,7 kt) και συνολικό μήκος (LOA) 130 m (μόνο φορτηγίδα) και 150 m (συνδυασμός ρυμουλκών-φορτηγίδας).

Επιπλέον, εμφανίζονται εξειδικευμένες εταιρείες για τις θαλάσσιες μεταφορές CO₂. Ένα παράδειγμα είναι η Dan-Unity CO2, η οποία συνεργάζεται με την Carbfix (αποθήκευση), η οποία ανακοίνωσε πρόσφατα ότι είναι σε θέση να κατασκευάσει ειδικά κατασκευασμένα πλοία CO2 χωρητικότητας 12500m3 και 22000m3.

Ευελιξία αποστολής CO₂

​

Σε σύγκριση με τους αγωγούς, η ναυτιλία LCO2 έχει ορισμένα οφέλη από την άποψη της ευελιξίας που είναι ιδιαίτερα ελκυστικά για τα αναδυόμενα έργα. Για παράδειγμα,

• Επεκτασιμότητα, για έργα που αναπτύσσονται σε περισσότερες από μία φάσεις θα είναι δυνατή η επέκταση του στόλου των πλοίων σύμφωνα με τις ανάγκες του έργου.

• Δυνατότητα μεταφοράς σε διαφορετικούς χώρους αποθήκευσης (εάν/όταν υπάρχει), ανάλογα με το κόστος και τη διαθεσιμότητα.

 Η πυκνότητα του LCO2 είναι 1101 kg/m3 και οι προδιαγραφές του Northern Lights απαιτούν χωρητικότητα πλοίου 7500 m3 (Northern Lights Project).  Άλλα έργα ενδέχεται να απαιτούν μεγαλύτερη χωρητικότητα.

• Ευέλικτο σε σχέση με τις διακυμάνσεις στο προφίλ σύλληψης (ποσοστό χρησιμοποίησης), οι οποίες έχουν μικρότερη επίδραση στο κόστος αποστολής σε σύγκριση με τον αγωγό .

• Η βιομηχανία εσωτερικών υδάτων μπορεί να συνδεθεί ευέλικτα με θαλάσσιους λιμένες, παρέχοντας πρόσβαση σε πολλές μόνιμες τοποθεσίες αποθήκευσης.

• Οι φορτηγίδες μπορούν να «χτιστούν με σκοπό», βελτιστοποιώντας το σχεδιασμό και τους όγκους, λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς των πλωτών οδών. Στην ιδανική περίπτωση, το μέγεθος του πλοίου θα πρέπει να προσαρμόζεται για κάθε συγκεκριμένη αλυσίδα CCUS, λαμβάνοντας επίσης υπόψη το κόστος.

• Γρήγορος κύκλος ανάπτυξης. Τα πλοία έχουν γενικά μικρότερο χρόνο κατασκευής από τους αγωγούς. Ως αναφορά, τα πλοία Northern Lights παραγγέλθηκαν τον Οκτώβριο του 2021 και αναμένεται να είναι έτοιμα μέχρι τα μέσα του 2024  (~32 μήνες). Οι φορτηγίδες έχουν μέσο χρόνο κατασκευής 26 μήνες. Συγκριτικά, ο χρόνος κατασκευής των αγωγών κυμαίνεται συνήθως μεταξύ 1 και 4 ετών, ανάλογα με το μήκος και την πολυπλοκότητα.

Κόστος αποστολής CO₂

​

Όσον αφορά το κόστος, η ναυτιλία έχει ορισμένα πλεονεκτήματα για τα αναδυόμενα έργα CCS. Το κόστος αποστολής κυριαρχείται από το OPEX, ενώ το κόστος για τους αγωγούς είναι το domiαπό την CAPEX. Με άλλα λόγια, η ναυτιλία είναι λιγότερο έντασης κεφαλαίου. Γενικά, η υψηλή μεταφορική ικανότητα οδηγεί σε σημαντική οικονομία κλίμακας για τους αγωγούς, η οποία είναι λιγότερο σημαντική για τη ναυτιλία. Γενικά, η ναυτιλία είναι πιο ευνοϊκή από οικονομική άποψη από τους αγωγούς με χαμηλότερους ρυθμούς ροής CO₂ (λιγότερο από ~5 Mtpa), μικρότερη διάρκεια έργου (λιγότερο από ~20 χρόνια) και μεγαλύτερες αποστάσεις μεταφοράς.

Τα προεξοφλητικά επιτόκια που χρησιμοποιούνται για την αξιολόγηση του έργου και τον υπολογισμό των επιπτώσεων της προσόδου CAPEX εξαρτώνται από τον τύπο των επενδυτών του έργου. Οι εθνικές αρχές χρησιμοποιούν χαμηλότερο προεξοφλητικό επιτόκιο από τις μέσες εταιρείες, ενώ οι εταιρείες πετρελαίου και φυσικού αερίου και οι εταιρείες που αντιμετωπίζουν κινδύνους χρησιμοποιούν υψηλότερο προεξοφλητικό επιτόκιο και ασφάλιστρα κινδύνου. Αυτό θα οδηγήσει σε διαφορετικές καθαρές παρούσες αξίες για το ίδιο κόστος και έσοδα του έργου. Σε υψηλότερα επιτόκια έκπτωσης, η πρόσοδος CAPEX αυξάνεται και οι θαλάσσιες μεταφορές γίνονται πιο οικονομικά αποδοτικές από τον αγωγό.

​

  Πηγή:Μεταφορά πλοίων CO₂: Οφέλη για τους πρώιμους μετακινούμενους   

                και πτυχές που πρέπει να ληφθούν υπόψη - EU CCUS PROJECTS NETWORK 23-12-2021