Deep Purple - CO2-fri hydrogenbasert offshore energiproduksjon til installasjoner og maritim sektor

Deep Purple er et innovativt konsept for CO2-fri offshore energiproduksjon basert på hydrogenteknologier og havvind. Teknologiene muliggjør selvstendig leveranse av kraft til offshore installsjoner basert på fornybar energikilde og for leveranse av hydrogen til maritim sektor og andre landbaserte forbrukere. Kraft produseres fra havvind og i perioder med overskuddskraft tilgjengelig, produseres hydrogen ved vannelektrolyse og hydrogenet lagres på havbunnen. I perioder uten vind brukes det lagrede hydrogenet til å produsere kraft ved hjelp av brenselceller. Alternativt produseres hydrogen ved vannelektrolyse, komprimeres og eksporteres til forbrukere via rørledning. Anlegget vil være ubemannet, modulært og skalérbart for forskjellige energibehov. Deep Purple konseptet har potensiale til å delvis eller helt erstatte gassturbiner både på eksisterende olje- og gassinstallasjoner og å være hovedkraftteknologien til nye installasjoner. Med ca 160 gassturbiner i drift på norsk sokkel bidrar disse til 27% av Norges totale CO2-utslipp. Konseptet er et alternativ til kraftkabel fra land og vil være mest konkurransedyktig med kabel for lange distanser til land. Den belaster heller ikke kraftnettet på land siden all energi er produsert offshore. Konseptet har også en anvendelse til offshore produksjon, lagring og distribusjon av hydrogen som drivstoff til maritim sektor og landbaserte forbrukere. Offshore hydrogenproduksjon og lagring og eksport til land er et alternativ til hydrogenproduksjon på land med kraft fra havvind. En rørledning har mange ganger større energikapasitet enn en kraftkabel. Offshore hydrogenproduksjon kan vise seg å være et konkurransedyktig alternativ med mulighet for å høste de beste vindressursene langt til havs, noe som er krevende med dagens kabelteknologi, samt gi mindre arealkonflikter enn et tilsvarende energisystem på land. Offshore hydrogenproduksjon kan også muliggjøre fyllestasjoner for maritim industri til havs, som er i omstilling til brenselcelledrift. Deep Purple prosjektets mål var å videreføre konseptet fra mulighetsstadiet til et valdiert konsept til TRL5 (EU-skala) samt utvikle forskjellige anvendelser og fleksible verktøy for utvikling av tekniske løsninger. Forskningsutfordringene relevant for denne fasen i utviklingen var knyttet til systemoptimalisering, prosesskontroll, sikkerhet for offshoresystemer basert på hydrogen, samt vedlikeholdsfilosofi. Prosjektet har hatt tre hovedaktiviteter: utvikle konseptuelle løsninger, teknologikvalifisering samt utvikling av verktøy. To hovedkonsepter, Energi til olje-og gassinstallasjon og Offshore hydrogenproduksjon, er utviklet. Som en del av dette er det utarbeidet design basis, systemkrav, dimensjonering, sikkerhets- og vedlikeholdsfilosofier for topside prosessanlegg og subsea infrastruktur for hydrogen. Det er gjennomført omfattende tekno-økonomiske beregninger av hele løsningen. En ny kosnadseffektiv og installasjonsvennlig løsning for storskala subsea hydrogenlager er etablert. Løsningen er modulær og skalerbar og koblingsløsning for hydrogen er identifisert. Kvalifiseringsprogram for subsea hydrogenlagertanker er etablert og testing av koblingsløsning gjennomført. Et nytt konsept for en selvstendig flytende installasjon inkludert elektrolysører, kompressorer, brenselceller, vannbehandling og powersystem er utviklet. Dette er muliggjort gjennom kontakt med en rekke leverandører av teknologiene som inngår. Filosofi for powerstyring er etablert og transient modellering av kraftvariasjoner er utført. En skreddersydd metodikk for teknologikvalifisering av Deep Purple-systemet er etablert basert på DNV-GLs RP A203. Teknologikvalifisering av elementene er under arbeid og konklusjonen i prosjektet er at teknologiene som inngår i løsningen er på TRL5 eller høyere, bortsett fra subsea tank og fleksibel riser. Det konkluderes med at disse elementene er på TRL4, og arbeid er igangsatt utenfor dette prosjektet for å aksellerere videreutvikling av disse. Nye markedsmuligheter basert på forskjellige varianter av Deep Purple konseptet er identifisert og har gitt grunnlag for flere nye prosjekter og eksterne samarbeid. Prosjektet danner grunnlag for videreutvikling av Deep Purple som vil utføres i to paralelle prosjekter: Deep Purple Subsea Infrastruktur (delfinansiert av Norges Forskningsråd) samt Deep Purple Pilot (delfinansiert av Innovasjon Norge).

Deep Purple prosjektet har etablert nye systemløsninger for framtidas offshore energisystemer og bidratt til å vise nye muligheter for å redusere CO2-utslipp i flere segmenter. Når prosjektet lykkes i storskala fra 2025 betyr det CO2-reduksjon per anlegg på flere hundre tusen tonn pr år. Prosjektet har fått stor oppmerksomhet og tiltrukket seg nye samarbeidspartnere. Prosjektet ansees i dag som en spydspiss innen TechnipFMCs strategiske omstilling. Videre innovasjon i den norske virksomheten på vegne av konsernet, er muliggjort av det sterke teknologimiljøet i Norge og tilgang på offentlig finansiering. Det ble i 2020 etablert en egen forretningsenhet for Deep Purple med 11 ansatte. Prosjektets resultater har dannet grunnlag for Deep Purple Pilotprosjekt, hvor hele systemet skal testes i 100 kW skala og avanserte kontroll og rådgivningssystemer skal utvikles. Prosjektet har en rekke partnere, har fått finansiering av Innovasjon Norge og skal gjennomføres på Kongsberg.

Deep Purple er et innovativt konsept for CO2-fri offshore energiproduksjon basert på hydrogenteknologi. Teknologien muliggjør selvstendig leveranse av kraft til offshore installsjoner basert på fornybar energikilde og for leveranse av hydrogen til maritim sektor og andre landbaserte forbrukere. Deep Purple prosjektets mål er å videreføre konseptet fra mulighetsstadiet til et valdiert konsept gjennom testing og andre forskningsaktiviteter relatert til hovedutfordringene. Testingen vil fokusere på miljøpåvirkning og marinisering av eksisterende landbasert teknologi samt testing av offshoreteknologi for hydrogenbruk. Forskningsutfordringene relevant for denne fasen i utviklingen er knyttet til komponentoptimalisering, prosesskontroll, sikkerhet for offshoresystemer basert på hydrogen, samt vedlikeholdsfilosofi. Resultatene fra prosjektet vil danne grunnlag for å gjøre testing i større skala under nær virkelige betingelser samt detaljert design av systemet og videre kvalifisering av teknologielementer.