EO-02: Varmeovergangsberegning for sikker CO₂-transport

Motivasjon og relevans

FNs klimapanel, IPCC, og flere andre, har slått fast at for å begrense den globale oppvarmingen i henhold til Paris-avtalen, så er det nødvendig å gjennomføre en rekke tiltak. Ett av disse tiltakene er fangst, transport og lagring av CO₂ (CCS). Her fanges CO₂, som ellers ville ha blitt sluppet ut fra industrielle prosesser, og lagres i sikre geologiske formasjoner under bakken eller under havbunnen.

I det internasjonale energibyråets (IEAs) scenario for å oppnå nullutslipp av klimagasser blir det fanget og lagret flere gigatonn CO₂ i året ved midten av dette århundret. For å få til dette trengs det et storskala transportnettverk av CO₂, for å frakte CO₂-en fra kilden og sende den til lagring, i samme størrelsesorden som dagens transport av naturgass. Transportnettverket må da naturligvis være både sikkert og effektivt. 

Bakgrunn

CO₂ er en gass ved atmosfæretrykk og romtemperatur, men for effektiv transport vil den ofte holdes under høyere trykk i væskefase. Ved strømning mot lavere trykk kan CO₂-en begynne å gå over i gassform. Dette krever energi, og fører til at CO₂-en kjøles sterkt ned og i noen tilfeller blir den så kald at den fryser og danner tørris. Dette kan skje hvis man åpner en sikkerhetsventil for å senke trykket i et CO₂-transportrør. Likevektstemperaturen mellom CO₂-gass og tørris ved atmosfæretrykk er helt nede i -80°C. Så lave temperaturer kan skade materialer i rørtransportsystemet, til og med selve stålet til røret, og kan i verste fall føre til ødelagte komponenter og lekkasje av CO₂.

Samtidig er det vanskelig å beregne varmeovergangen fra CO₂-en til røret og innover i rørveggen, fordi strømningen vil være i et komplisert tofasemønster. Mengden gass og væske (eller tørris) som er i kontakt med veggen vil variere sterkt i de ulike mønstrene. Ved SINTEF Energi har vi en strømningsberegningskode for rørtransport av CO₂. Dette er et kraftig verktøy for å regne på CO₂ i rør, men for å oppnå mer nøyaktige temperaturberegninger trengs det forbedringer i varmeovergangsmodellene. Dette vil tas tak i, i sommerprosjektet. 

Oppgave:

Arbeidet består i videreutvikling av strømningsberegningskoden utviklet i Fortran for beregninger av varmeovergang. Kandidaten vil arbeide i Linux-miljø og få tilgang til Claude Code i arbeidet. Det er en fordel om arbeidet kan videreføres i en prosjekt- og masteroppgave.

Oppgaven består i å:

• Sette seg inn i strømningsberegningsverktøyet 
• Utvide varmeovergangsmodellen i veggen i røret for aksiell varmeovergang
• Utvide varmeovergangsmodellene for ulike mønstre av flerfasestrømning
• Dokumentere arbeidet i et teknisk notat samt gi en presentasjon for forskningsgruppen

Oppgaven er knyttet til Horisont Europa-prosjektet COREu, CO₂ routes across Europe, se https://coreu.eu/

Forutsetninger

Det er en fordel at sommerforskeren har kjennskap til (eller evne til å sette seg inn i):

• Programmering (Fortran, Python) og Linux operativsystem
• Fluiddynamikk og termodynamikk 
• CCS 

Slik søker du:

Søknad, CV og karakterutskrifter lastes opp der du søker.

Hos SINTEF Energi kan du søke på opptil tre sommerjobber. Om du søker på flere sommerjobber sender du en samlet søknad. Jobbnummer for de ønskede jobbene legges som overskrift i søknadsteksten i prioritert rekkefølge (f.eks ET-01, FE-04 ...). Vi gjør oppmerksom på at søkere kan vurderes for andre sommerjobber enn de har søkt på.

Stillingene fylles fortløpende. Vi anbefaler deg derfor å søke tidlig.

Søk her

Søknadsfrist er 08. november kl 23.59. 

Se alle sommerjobber i SINTEF Energi