International CCS Knowledge Centre: อัตราการดักจับ 92.4% ที่ Petra Nova – นั่นคือความสำเร็จของ CCS

ความเห็นต่อไปนี้โดย Corwyn Bruce, P.Eng. เป็นถ้อยแถลงในนามของ International CCS Knowledge Centre

นิยามของความสำเร็จ หากสามารถดักจับ CO2 ได้ 90 เปอร์เซ็นต์อย่างสม่ำเสมอ นั่นถือว่าประสบความสำเร็จ

REGINA, Saskatchewan, Sept. 04, 2020 (GLOBE NEWSWIRE) — ด้วยการให้ความสำคัญกับผลกระทบของราคาน้ำมันที่มีต่อการตัดสินใจของ Petra Nova ที่จะระงับการดำเนินการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ผมจึงต้องการมุ่งสู่แนวหน้าเพื่อความสำเร็จในการดำเนินงาน

การประเมินแบบเงียบที่พบผ่านการตรวจสอบทางเทคนิคที่ดีมักจะขาดการยอมรับที่สมควรได้รับในนวัตกรรม การดัดแปลงใหม่ และการปรับแต่ง กรณีนี้เกิดขึ้นกับโรงงาน CCS ที่ Petra Nova (โครงการริเริ่มร่วมกันโดย NRG และ JX Nippon) ความเห็นบางประการเกี่ยวกับโรงงานแห่งนี้กล่าวว่าในช่วงสามปีแรกมีช่วงเวลาหยุดทำงานบ่อยครั้ง อย่างไรก็ตามหากคุณฟังความเห็นจากผู้ที่เคยอยู่ที่นั่น ผมบอกคุณได้ว่าโครงการนี้ควรได้รับการเฉลิมฉลอง

ผมมีโอกาสเสนอมุมมองที่ไม่เหมือนใครโดยเป็นส่วนหนึ่งของทีมวิศวกรที่ออกแบบและสร้างระบบดักจับคาร์บอนที่ Boundary Dam 3 CCS Facility (BD3) ของ SaskPower โดยผสานรวมกับโรงไฟฟ้าถ่านหิน ทำให้สิ่งนี้กลายเป็นครั้งแรกของโลก นอกจากนี้ ผมยังได้รับสิทธิพิเศษที่ไม่เพียงแต่จะให้คำแนะนำเกี่ยวกับการปรับโรงงานให้เหมาะสมเท่านั้น แต่เพื่อเป็นผู้นำทีมที่ International CCS Knowledge Centre ในการแบ่งปันบทเรียนที่ได้รับจากทั่วโลกเพื่อสนับสนุนการปรับใช้สิ่งอำนวยความสะดวก CCS รุ่นใหม่และเพื่อช่วยให้บรรลุเป้าหมายสภาพภูมิอากาศทั่วโลก

ขณะที่เป็นสิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจว่าอาจมีปัจจัยภายนอกที่เป็นอุปสรรค เช่น กลไกตลาด ราคาไฟฟ้า และราคาน้ำมัน ที่ส่งผลกระทบต่อการตัดสินใจให้ Petra Nova อยู่ในสถานะการหยุดดำเนินการภายใต้คำสั่ง (Reserve Shutdown) ซึ่งในฐานะผู้เชี่ยวชาญด้านการดักจับคาร์บอน ผมต้องการเน้นย้ำถึงความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีและเหตุผลที่ใช้งานได้

โรงงานแห่งนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้เป็นไปตามเป้าหมาย และก็สามารถทำได้

ข่าวดีก็คือ Petra Nova มีประสิทธิภาพการดักจับ 92.4% (รายงานทางเทคนิคขั้นสุดท้ายของ Petra Novai ที่ส่งไปยังกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา) ซึ่งไม่เพียงแต่สูงกว่าเป้าหมาย 90% แต่ยังชี้ให้เห็นถึงความน่าเชื่อถือในระยะยาวของโรงงานสำหรับกระบวนการดักจับ โรงงาน CCS ทำงานได้ดีและเอาชนะความเสี่ยงหลายรายการที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นความท้าทายในการติดตั้งอื่นๆ

ตามข้อเท็จจริง โรงงานดักจับคาร์บอนของ Petra Nova นั้นเข้มงวดในตัวชี้วัดประสิทธิภาพ แม้จะทำได้เกินในเชิงบวกก็ตาม ดังนั้น โรงงานจึงดำเนินการในสิ่งที่ถูกกำหนดไว้แล้วและบางส่วน นอกเหนือจากอัตราการดักจับที่สูงกว่าที่คาดไว้ จุดที่สำคัญรวมถึง: การใช้พลังงานและความต้องการไอน้ำที่ต่ำกว่าที่คาดการณ์ไว้; ความบริสุทธิ์ของ CO2 เกินกว่า 99% ที่กำหนด; และอัตราการปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOC) ที่ 2.8 ตันต่อปี ซึ่งทำได้ดีกว่ากฎในหัวข้อ 30 ของประมวลกฎหมายปกครองรัฐเท็กซัสสำหรับมาตรฐานคุณภาพอากาศแวดล้อมแห่งชาติสำหรับโอโซนii

นอกจากนี้ การสิ้นเปลืองเอมีนยังเป็นไปตามข้อกำหนด สารเคมีเอมีนที่ใช้ในระบบดักจับคาร์บอนที่ใช้ตัวทำละลายมีแนวโน้มที่จะทำลายและสูญเสียความสามารถในการทำปฏิกิริยาเคมีที่แยก CO2 ออกจากกระแสก๊าซไอเสีย  สิ่งนี้จะเห็นได้จากอัตราการดักจับคาร์บอนที่ลดลง การแทนที่ทางเคมีที่สูงขึ้น และค่าบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้น  โรงงานดักจับคาร์บอนที่ Petra Nova ไม่ได้รายงานปัญหาเกี่ยวกับการสิ้นเปลืองเอมีนที่สูงกว่าที่คาดการณ์ไว้

ส่วนหนึ่งของช่วงการเรียนรู้ของเราที่ BD3 คือการศึกษาให้เชี่ยวชาญในสิ่งที่ไม่สามารถคาดเดาได้ซึ่งเกิดจากการเป็นโครงการที่เริ่มต้นจากนอกห้องเรียน เราสามารถปรับปรุงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือ ช่วยให้สามารถมุ่งเน้นไปที่การเพิ่มขีดความสามารถและลดต้นทุนในการดำเนินการโรงงาน ซึ่งปรากฏอยู่ที่ Petra Nova อย่างไรก็ตาม ผลผลิตโดยรวมของโรงงานนั้นถือว่าดี ดีกว่าที่คาดเอาไว้ ดังนั้น เมื่อถึงเวลาและต้องดำเนินการก็จะเป็นไปตามหรือเกินเป้าหมายได้อย่างสม่ำเสมอ การแบ่งปันการเรียนรู้ที่มีคุณค่าเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่เราสามารถนำเสนอให้กับ Petra Nova ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทำเครื่องหมายความสำเร็จและดูว่าโรงงาน CCS ดำเนินงานต่อไป

พร้อมและใช้งานได้

เช่นเดียวกับประสบการณ์ที่ BD3 ความพร้อมใช้งานของโรงงานดักจับคาร์บอนของ Petra Nova แสดงให้เห็นถึงการพัฒนาอย่างสม่ำเสมออย่างต่อเนื่อง เมื่อเราพูดถึงโรงงาน CCS ประสิทธิภาพการทำงาน ความพร้อมใช้งาน และความน่าเชื่อถือล้วนเป็นส่วนหนึ่งของการสนทนานั้น โดยปกติ และอย่างที่เราเห็นทั้งใน Petra Nova และ BD3 ปริมาณ CO2 ที่ดักจับได้ไม่ได้เป็นตัวบ่งชี้ความน่าเชื่อถือของโรงงานดักจับ อันที่จริง ช่วงเวลาที่ระบบไม่สามารถใช้งานได้ถูกแสดงให้เห็นว่าเกี่ยวข้องกับปัญหาหลายประการที่ไม่เกี่ยวข้องกับโรงงานดักจับ อย่าลืมว่าในปี 2018 สถานีไฟฟ้า Boundary Dam ได้รับความเสียหายจากพายุรุนแรงหรือเมื่อเฮอริเคนฮาร์วีย์ทำให้ Petra Nova ต้องหยุดการทำงาน

เมื่อตรวจสอบข้อมูลทางเทคนิค กระบวนการดักจับคาร์บอนมีหน้าที่เพียงส่วนย่อยๆ ของวันที่โรงงานหยุดทำงาน ในปี 2017 ปีแรกของการดำเนินงานของ Petra Nova ซึ่งคล้ายกับโครงการใหม่ที่ต้องใช้เวลาเริ่มต้นเพื่อปรับเปลี่ยนการดำเนินการ กระบวนการดักจับเป็นสาเหตุของเวลาที่เสียไปทั้งหมด 41 วัน (เทียบเท่าเต็มวัน) ในปี 2018 ซึ่งลดลงเหลือ 34 วัน และในปี 2019 ก็ลดลงเหลือเพียง 29 วัน ดังนั้น สำหรับครั้งที่สองในโลกและครั้งแรกในระดับนี้ 29 วันจาก 365 วันเท่ากับความพร้อมใช้งาน 92-93% ซึ่งหลังจากการดำเนินงานเพียงสามปีนั้นถือเป็นอะไรที่ยอดเยี่ยมมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อพิจารณาว่าอุปกรณ์ในโรงงานระดับนี้มักต้องใช้เวลาในการดำเนินการที่ยาวนานเนื่องจากมีขนาดใหญ่และมีลักษณะเฉพาะ ซึ่งสามารถเพิ่มเวลาในการทำการเปลี่ยนแปลงได้

การหยุดทำงานที่เหลือที่ Petra Nova นั้นเกี่ยวข้องกับปัจจัยอื่นๆ โดยเฉพาะโรงงานระบบผลิตพลังงานรวม ชั้นถ่านหิน แหล่งน้ำมัน และสภาพอากาศ สิ่งสำคัญก็คืออย่าสับสนในความน่าเชื่อถือของโรงงานดักจับ CO2 กับโรงงานระบบผลิตพลังงานรวม ซึ่งจะให้ไอน้ำสำหรับการทำงาน

เมื่อเปรียบเทียบกัน สำหรับเดือนกรกฎาคม บันทึกของ BD3 แสดงให้เห็นว่าโรงงาน CCS ได้ออนไลน์ 99.8% ของเดือนนั้น ออฟไลน์เป็นเวลา 1.5 ชั่วโมงเมื่อพัดลมบูสเตอร์หยุดทำงานชั่วคราวเนื่องจากปัญหาการระบายความร้อนด้วยน้ำiii ในเดือนกรกฎาคม โรงงานได้ดักจับ CO2 ในปริมาณ 75,503 ตันต่อวันโดยมีอัตราการดักจับเฉลี่ยต่อวัน (เมื่อโรงงานออนไลน์) ที่ 2,435 ตันต่อวัน โดยมีอัตราการดักจับสูงสุดวันละ 2,627 ตัน

มีบทบาทสำคัญในการบุกเบิกโครงการต่างๆ เช่น BD3 และ Petra Nova ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มสำหรับการปรับปรุงที่สำคัญในรอบต่อไป ตามที่ระบุไว้ในรายงานเกี่ยวกับ CCS รุ่นที่สอง ประสบการณ์การศึกษา Shand CCS Feasibility Studyiv ชี้ให้เห็นถึงการปรับตัวในการออกแบบเพื่อดูการปรับปรุงประสิทธิภาพในทันที

การก้าวข้ามความท้าทายของรุ่นที่ 1

ในการตรวจสอบรายงานทางเทคนิคของ Petra Nova เพิ่มเติม เราสามารถระบุถึงความท้าทายที่คุ้นเคยได้เนื่องจากสิ่งเหล่านี้สะท้อนประสบการณ์ของเราอย่างใกล้ชิดที่ BD3  หลายสิ่งที่ดูเหมือนเป็นปัญหา และได้รับการจัดการหลังจากนั้น ก็เป็นสิ่งที่ต้องเผชิญที่ BD3 เช่นกัน นี่คือการเรียนรู้ที่สำคัญที่เราต้องการนำเสนอและเห็นการนำไปใช้กับโรงงานใหม่ๆ เนื่องจากขั้นตอนการป้องกันเหล่านี้จะเพิ่มความมั่นใจและลดต้นทุนและความเสี่ยง

สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าปัญหาความน่าเชื่อถือที่ได้รับการรายงานซึ่งมีความสอดคล้องกันในทั้งสองโรงงานเป็นปัญหาด้านกลไกทั้งหมด (ไม่ใช่ปัญหาด้านเคมี) ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เครื่องจักรกลในโรงงานอุตสาหกรรมใดๆ มักจะเป็นไปตามเส้นโค้งการเติบโตเดียวกันนี้ นี่เป็นข่าวดีเนื่องจากปัญหาทางกลไกนั้นสามารถแก้ไขได้ และในความเป็นจริงปัญหานั้นก็ได้รับการแก้ไขไปพร้อมกัน สิ่งนี้ได้สร้างทั้งความลึกซึ้งในประสบการณ์และความเข้าใจของเรา ตลอดจนการแจ้งการออกแบบถัดไปของเรา การทำงานร่วมกับใครก็ตามที่ต้องการสร้างโรงงาน CCS เหล่านี้คือสิ่งที่เรามั่นใจได้ว่าจะไม่เกิดขึ้นซ้ำ

ตัวอย่างเช่น ช่วงเวลาที่ระบบหยุดทำงานอาจสั้นลงมากเนื่องจากมีการสำรองการทำงาน จนกว่า CCS จะมีการดำเนินการซ้ำกันทั่วโลกเพื่อเพิ่มความรู้ การสำรองการทำงานบางอย่างจะเป็นข้อพิจารณาที่ชาญฉลาด ข้อสังเกตของการสำรองการทำงานประการหนึ่งคือความน่าเชื่อถือของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเพลทและเฟรม ซึ่งมีส่วนทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงและระบบหยุดทำงานทั้งที่ Petra Nova และ BD3 ที่ BD3 สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขส่วนใหญ่ภายในปี 2018

อีกตัวอย่างหนึ่งของปัญหาด้านความน่าเชื่อถือที่พบบ่อยในโรงงาน CCS ทั้งสองแห่งคือการพัฒนาการปรับขนาดที่ด้านหลังของใบพัดลมบูสเตอร์ การปรับขนาดนี้ทำให้เกิดการสั่นสะเทือนและต้องปิดการทำงานเพื่อทำความสะอาด นับตั้งแต่การแก้ปัญหาที่ BD3 เราได้ให้คำปรึกษาและแนะนำให้ Petra Nova และลูกค้ารายอื่นใช้โซลูชันที่ง่ายและราคาไม่สูงในการแก้ไขปัญหา

ตัวอย่างที่สามคือปัญหาเกี่ยวกับอินเตอร์คูลเลอร์คอมเพรสเซอร์ CO2 ที่มีวัสดุที่ไม่สามารถเข้ากันได้ แม้จะมีการแสดงออกที่แตกต่างกัน ทั้ง Petra Nova และ BD3 ก็มีปัญหาเกี่ยวกับวัสดุในการก่อสร้างสำหรับอินเตอร์คูลเลอร์คอมเพรสเซอร์ CO2 ซึ่งนี่จะเน้นให้เห็นถึงคุณค่าของประสบการณ์การลงมือปฏิบัติจริงและความรู้ที่จำเป็นที่เราต้องนำเสนอแก่ลูกค้าในการทำความเข้าใจวัสดุที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสำหรับการสร้างครั้งต่อไป

ความสอดคล้องในปัญหาการสำรองการทำงานและความน่าเชื่อถือชี้ให้เห็นแนวโน้มที่สำคัญสามประการ: 1) ประสบการณ์แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการทำงานผ่านเทคโนโลยีรุ่นแรก; 2) ความสำเร็จและการปรับตัวแสดงให้เห็นว่าความน่าเชื่อถือจะเพิ่มขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป; และ 3) ตอนนี้เรารู้วิธีแก้ไขปัญหาและเรียนรู้อย่างต่อเนื่อง ความก้าวหน้าด้านการดักจับคาร์บอนสำหรับรุ่นที่สองที่ก้าวกระโดด

การปล่อยมลพิษเมื่อไม่มีการดำเนินงาน

การระงับการดำเนินงานที่ Petra Nova หมายความว่าขณะนี้การปล่อยมลพิษจะถูกระบายสู่ชั้นบรรยากาศในขณะที่โรงงานดักจับหยุดทำงาน CCS มีบทบาทที่สำคัญในภาคส่วนพลังงาน (เป็นสาเหตุของการปล่อย CO2 32% ทั่วโลก)v  เพื่อจำกัดภาวะโลกร้อนให้อยู่ที่ 1.5°C จะต้องลดการใช้งานคาร์บอนในกระบวนการขนาดใหญ่ การปล่อยมลพิษจำนวนมาก อุตสาหกรรม และการผลิตพลังงานเป็นอย่างมาก CCS สามารถทำได้

เป็นเรื่องที่น่าแปลกใจจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์/วิศวกรรมที่ยังไม่มีคำว่า ‘ใช่’ ในโรงงาน CCS ใหม่และการดำเนินการอย่างต่อเนื่องของโรงงานที่มีอยู่ เมื่อเทคโนโลยีนี้แสดงให้เห็นถึงความสำเร็จและความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วเพื่อการนำไปใช้ที่ง่าย พร้อมกับลดความเสี่ยงและต้นทุน

Corwyn Bruce รองประธานฝ่ายพัฒนาโครงการและบริการที่ปรึกษาสำหรับ International CCS Knowledge Centre ซึ่งมีประสบการณ์โดยตรงในการทำงานในโรงงาน BD3 CCS และเป็นผู้เขียนนำของ Shand CCS Feasibility Study 

เกี่ยวกับ International CCS Knowledge Centre (ศูนย์การเรียนรู้): ด้วยคำสั่งในการพัฒนาความเข้าใจและการใช้งาน CCS ขนาดใหญ่ระดับโลก เพื่อลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก ศูนย์การเรียนรู้ให้ความรู้ในการดำเนินโครงการ CCS ขนาดใหญ่ตลอดจนการเพิ่มประสิทธิภาพ CCS ผ่านการเรียนรู้พื้นฐานจากโรงงาน Boundary Dam 3 CCS ที่ครบวงจร และการศึกษา CCS รุ่นที่สองที่ครอบคลุมหรือที่เรียกว่า Shand Study ได้ก่อตั้งศูนย์การเรียนรู้ขึ้นตั้งแต่ปี 2016 ภายใต้การดูแลของคณะกรรมการอิสระโดย BHP และ SaskPower สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม: https://ccsknowledge.com/

ติดต่อด้านสื่อ

International CCS Knowledge Centre
Jodi Woollam
หัวหน้าฝ่ายสื่อสารและสื่อมวลชนสัมพันธ์
jwoollam@ccsknowledge.com
T: +1-306-565-5956 / M: +1-306-520-3710

ccsknowledge.com
Twitter: @CCSKnowledge
198 – 10 Research Drive Regina, SK S4S 7J7
Canada

____________________
i W.A. Parish Post-Combustion CO2 Capture and Sequestration Demonstration Project Final Technical Report ตามที่ส่งไปยัง DOE, https://www.osti.gov/biblio/1608572-parish-post-combustion-co2-capture-sequestration-demonstration-project-final-technical-report

ii Texas Commission on Environmental Quality, https://www.tceq.texas.gov/

iii SaskPower, BD3 Status Update: July 2020, 12AUG20, https://www.saskpower.com/about-us/our-company/blog/bd3-status-update-july-2020

iv Shand CCS Feasibility Study, https://ccsknowledge.com/initiatives/2nd-generation-ccs—shand-study

v International Energy Agency, Energy Technology Perspectives 2017, https://www.iea.org/reports/energy-technology-perspectives-2017

สามารถรับชมรูปภาพประกอบของการแถลงนี้ได้ที่ https://www.globenewswire.com/NewsRoom/AttachmentNg/9fb5e6d2-cd7e-42f3-8534-9a8c500efca0