HPC Simulation Software for the Gigatonne Storage Challenge

Hva gjør vi

Prosjektet HPC-G bygger på et tett samarbeid mellom NORCE, SINTEF og Equinor med fokus på utvikling av reservoarsimulatoren Open Porous Media (OPM) som en dedikert simulator for CO2-lagring. Basert på eksisterende egenskaper i OPM Flow, vil prosjektet levere en High Power Computing (HPC)-kompatibel CO2-lagringssimulator med avansert funksjonalitet for å kunne simulere lagring på Gt skala. Kodeutvikling vil være basert på konsepter utviklet i samarbeid mellom industri, forskning og forvaltning, med deltakere som Oljedirektoratet (Norge), CarbonNet (Australia), UT Austin Bureau of Economic Geology (USA), TNO (Nederland). Prosjektet vil ha en referansegruppe som skal bistå i å diskutere utfordringer, prioriteringer og muligheter for utvikling av ny simuleringsteknologi for å støtte storskala CO2-lagring.

Hvorfor er dette viktig

For at karbonfangst og - lagring (CCS) skal kunne bidra til reduksjon av klimagassutslipp og oppfylle globale utslippsmål innen midten av dette århundret må vi oppskalere lagringskapasitet fra dagens 10-talls millioner tonn til milliarder tonn (gigatonn). Kontinentalmarginer som norsk sokkel er spesielt godt egnet for CO2-lagring. Betydelige investeringer og tiltak er gjort i Norge, Australia, USA og andre steder for å stimulere til storskala CCS og starte en ny industri innen CO2-transport og lagring. Investeringer og tiltak er hittil i stor grad rettet mot demonstrasjonsprosjekter (EU: "flagship projects"). Fremtidige CCS-forretningsmodeller må baseres på å bygge opp lagringskapasitet til gigatonn skala (Gt) i noen utvalgte områder som kan tilbys for avkarbonisering av energiintensive industri- og kraftsektorer.

Utvikling av Gt lagringskapasitet krever nye metoder og verktøy, f.eks. i forhold til evaluering av trykkrespons under oppskalering. En stor flaskehals i dagens arbeidsflyt er dynamisk simulering av CO2 injeksjon på stor (basseng) skala med tilstrekkelig oppløsning og effektivitet. Dagens reservoarsimulatorer klarer ikke dette og en pålitelig Gt reservoarsimulator vil være nødvendig for oppskalering av CO2 lagring.

Mål

HPC-G vil ha to hovedleveranser: (1) demonstrasjon av HPC-ytelse på superdatamaskininfrastruktur, inkludert skybasert databehandling (Q2-2021), (2) demonstrasjon av dedikert CO2-funksjonalitet på reelle case-studier (Q4-2021). Simuleringsverktøyet vil bli gjort åpent tilgjengelig for CCS-samfunnet. All nødvendig brukerdokumentasjon, inkludert opplæringsprogrammer og demonstrasjonsvideoer, vil bli levert av prosjektet.

HPC-G vil tilby den aller første simuleringsteknologien som oppfyller kravene til reservoarskala-simulering kombinert med nødvendige funksjoner for trykkstyring samtidig på flere steder i et sedimentbasseng. Prosjektet vil gjøre det mulig for operatører å vurdere Gt CO2-lagring mer effektivt og planlegge for storskala feltutbygging. HPC-simuleringer med OPM Flow vil støtte teknisk-økonomiske analyser og gi bedre CAPEX / OPEX estimater.