Economic and Technical Evaluation of Hydrogen Production from Sour Gas Petroleum Reservoirs

Titel in Übersetzung: Ökonomische und technische Analyse von Wasserstoffproduktion aus schwefelwasserstoffhaltigen Erdöllagerstätten

Volker Pavalec

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Schwefelwasserstoffproduktion aus Erdöllagerstätten ist mit immensen Kosten für die erdöl-produzierende Industrie verbunden um die potentiellen Risiken für Mensch und Umwelt dieser toxischen Substanz auszugleichen. Heutzutage wird ein Großteil des Schwefelwasserstoffs zu elementarem Schwefel reduziert, um den regolatorischen Anforderungen zu entsprechen und jedoch nicht um Profitabilität zu erhöhen. Diese Arbeit untersucht die ökonomischen und technischen Möglichkeiten um aus eben diesem Schwefelwasserstoff einen zukunftssicheren und wertvollen Rohstoff, elementaren Wasserstoff, zu erzeugen. Im Laufe dieser Arbeit wurde eine Literaturrecherche durchgeführt, um den aktuellen Status der Forschung abzufragen und um einen potentiellen Prozess zu finden. Daraufhin wurde ein Pyrolysis Prozess mit Hilfe einer prozesstechnischen Software modelliert, um den thermalen Zerfall von Schwefelwasserstoff zu simulieren. Dieses Modell wurde darauffolgend entsprechend mit experimentellen Daten verifiziert, auf Feld-Daten hochskaliert und optimiert. Diese Simulationsergebnisse bildeten den Grundstein für die weitere ökonomische Analyse, angelehnt an einen Prozesskosten-Ansatz, basierend auf 9 szenarien mit unterschiedlichen Kosten- & Verkaufsperspektiven. Je nach Kostenszenario wurden die Produktionskosten auf 4.1 [$/tH2] bis 37.9 [$/tH2] geschätzt, mit den Energiekosten als größten Teil der Produktionskosten. Die ökonomische Analyse hat gezeigt, dass nur zwei von den aufgestellten 9 Szenarien ein positives ökonomisches Potential aufweisen können, im Bereich von 5.5 [$/tH2] zu – 34.7 [$/tH2], und somit dieses Unterfangen ein wirtschaftlich nicht Positives zu sein scheint. Darüberhinaus wurde eine Risikoanalyse durchgeführt, da Wasserstoff ein potentiell risikobehafteter Rohstoff ist. Basieren auf den Daten der NASA und dem U.S. Dpt. Of Energy wurden Risiken identifiziert und gereiht. Die Analyse hat gezeigt, dass 80% der Unfälle auf Materialversagen, Konstruktionsfehler und Fehler in/beim Beachten von Arbeitsanweisungen zurückzuführen sind. Um diese Risiken zu mitigieren sind zweckgeeignete Konstruktion für Wasserstoffanwendungen, spezialisiertes Training von Personal und dem Stand der Technik entsprechenden Arbeitsanweisungen maßgebend.
Titel in ÜbersetzungÖkonomische und technische Analyse von Wasserstoffproduktion aus schwefelwasserstoffhaltigen Erdöllagerstätten
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Mittermeir, Georg, Mitbetreuer (extern)
  • Sirghii, Viorica, Mitbetreuer (intern)
  • Hofstätter, Herbert, Betreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2020

Bibliographische Notiz

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Schlagwörter

  • Wasserstoff
  • Schwefelwasserstoff
  • H2S
  • Risikomanagement
  • Prozesstechnologie

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