Til hovedinnhold

Man skulle kanskje tro at å transportere CO2 var hverdagslig sak. Man legger et rør, kopler på en pumpe, og ferdig med det. Så enkelt er det imidlertid ikke. Hvis CO2-kilden for eksempel er et varmekraftverk, så må man regne med at det kan drives med varierende last. Noen ganger vil røret stenges ned for vedlikehold. Og dessuten vil man i sikkerhetsanalyser gjerne vite hva som skjer hvis det skulle gå hull på røret. I alle disse tilfellene vil det oppstå flerfasestrømning, det vil si at CO2-en samtidig forefinnes i form av gass, væske, og kanskje tørris. Den eksisterende erfaringen med flerfasestrømning av olje, gass og vann kan ikke uten videre overføres til CO2, for CO2 oppfører seg ganske forskjellig fra disse i en transportsammenheng mer velkjente stoffene.

Som stipendiat ved NTNUs Institutt for energi- og prosessteknikk (EPT) har Alexandre Morin studert modeller for strømning av flerfase CO2 i rør, samt det matematiske grunnlaget for slike modeller. I tillegg har han bidratt til utvikling av nøyaktige og effektive numeriske metoder for å løse modellikningene med datamaskin. En hovedmotivasjon for arbeidet er bedre å forstå fenomenet løpende brudd i rørledninger, for derved å kunne unngå det på en økonomisk forsvarlig måte. Løpende brudd kan også oppstå i pølser som kokes i stedet for å trekkes. Det som bestemmer om et eventuelt brudd «løper» eller stopper, er et kappløp mellom trykkbølgen i fluidet inni røret, og det løpende bruddet. Hvis trykkbølgen i fluidet går saktere enn bruddet, så vil bruddet kunne løpe over lange avstander.

BIGCCS (International CCS Research Centre) er ett av i alt elleve forskningssentre for miljøvennlig energi opprettet som følge av Klimaforliket på Stortinget i 2008. BIGCCS er finansiert av Norges forskningsråd, 9 industripartnere (Aker Solutions, ConocoPhillips, Det Norske Veritas, Gassco, Hydro, Shell, Statoil, TOTAL og GDF SUEZ), og av egeninnsats fra forskningsinstitusjonene. Senteret er koordinert av SINTEF Energi. Alexandre Morins doktorarbeid har vært en del av senterets program for CO2-transport og CO2-rørintegritet.

Morin var den første PhD-stipendiaten som ble ansatt i senteret, og han er også den første som disputerer. Avhandlingen ble levert etter nøyaktig tre år, og den består av fem journalartikler hvorav fire allerede er publisert, samt tre konferanseartikler. Det store omfanget av arbeidet er et resultat både av kandidatens innsats, og av at alle artiklene har en eller flere medforfattere fra avdeling gassteknologi ved SINTEF Energi.

Førsteopponenten, professor Frédéric Coquel ved École Polytechnique i Paris, skrev i sin evaluering av avhandlingen at om den var fransk, så ville den være blant de 20 % beste. Under disputasen trakk Coquel fram flere sterke sider ved arbeidet, ikke minst at kandidaten har lagt stor vekt på å studere hvordan entropien inngår i flerfasemodellene. Dette blir sett på som en måte å utvikle modeller som er bedre fundert både fysisk og matematisk, og som derfor kan gi bedre ingeniørmessige resultater i framtiden.

Professor II Inge R. Gran ved NTNUs Institutt for energi- og prosessteknikk (EPT) var hovedveileder for doktorgradsarbeidet, med seniorforsker Svend Tollak Munkejord ved SINTEF Energi som medveileder. Kandidaten har dessuten jobbet tett sammen med forsker Tore Flåtten. Dr. Morin er ansatt som forsker ved faglag strømningsfenomener og avdeling gassteknologi ved SINTEF Energi.

Administrator Bernhard Müller (NTNU), andreopponent Gunilla Kreiss (Uppsala Universitet), Alexandre Morin og førsteopponent Frédréric Coquel (École Polytechnique).

Tekst og foto: Sjefforsker Svend Tollak Munkejord

Alexandre Morin med den tradisjonelle PhD-gaven fra Institutt for energi- og prosessteknikk.