1 U tgangspunten risicoanalyse CO2 opslag Barendrecht

Transcriptie

1 Tebodin B.V. Ln vn Nieuw Oost-lndië BJ Den Hg Postbus BA Den Hg Telefoon O I. Fx Ï"F* P"9- P,l":: denhs@tebodin.nr ' MemO An OCAP CO, Trnsport 8.V., A. Bindt Vn F.J.H. Kmn Telefoon E-mil f.kmn(@tebodin.nl Ondenrerp Flkns CO2 leidinq in Leidingentunnels Ordernummer Volgnummer 001 Dtum I iuli 2009 Pgin 1 vn 11 Probleemstelling ln het rpport, dt door Tebodin ten behoeve vn de MER rpportge is opgesteld [5] zijn beplde nnmes gedn met betrekking tot de flkns vn de CO2 leiding in een leidingentunnel. Het toetsingsdvies vn de Commissie MER [6j pltste een vrgteken bij de toegepste reductiefctor voor de flfrequentie vn een leiding in de leidingentunnel. Deze opmerking ws gebseerd op het de notitie vn het RIVM d.d.8 pril 2009 [13] wrin wordt gesteld dt deze nnmes niet correct zijn of niet voldoende onderbouwd konden worden. ln dit memo wordt nder ingegn op de door Tebodin in de risiconlyse toegepste flkns voor de buisleiding in de leidingentunnel, het stndpunt vn RIVM en wordt de flkns nder onderbouwd. Hierbij is gebruik gemkt recente publicties op dit gebied. 1 U tgngspunten risiconlyse CO2 opslg Brendrecht ln de risiconlyse is de kns op een leidingbreuk vn een buisleiding in een leidingentunnel ls volgt onderbouwd:. Bsisflkns ondergrondse trnsportleiding: BEVI [11], tbel 28 flfrequentie NEN 3650 ondergrondse trnsportleidingen: 6.1*104 per km per jr; o Een fctor 10 ls gevolg vn de verhouding lek/breuk in een leidingstrt;. Een fctor 100 in verbnd met vergnde beperkingen voor het gebruik vn de grond;. De toe te pssen reductie ten gevolge vn extr toegepste wnddikte in de tunnel is in de risiconlyse niet meegenomen. De flkns wordt dn: 6. l*10-4 Flkns buisleiding in leidingentunnel = 1g * 1g0 = 6.1*l 0 -' (t lkm.yr)

2 Tebodin B.V, TEBODI N Dtum: 8 juli 2009 CÕ.sultåñ r À Enriñeê^ - Pgint 2vn Bsisflkns Onderbouwing BEV flkns voor NEN 3650 buisleidingen De BEVI hnteert leidingtypen en flknsen in overeenstemming met de PGS-3 [12], het "Prse Boek". Het Prse Boek bseert de stndrd flknsen op een studie vn SAVE uit 1995,'Risico's gevrlijke stoffen, deelproject 474". Het bewuste rpport vn SAVE bseert zich op een ntl oudere studies, o.. de LPG lntegrl studie uit 1983; en onderscheidt op grond drvn verschillende typen leidingen, met bijbehorende flknsen. Tbel 1 geeft hiervn een smenvtting. Leidingtype Flfrequentie Referentie Pijpleiding die deel uitmkt ven een soecile leidino strt Pijpleiding die deel uitmkt vn een specile leidinq strt HTL: le ding die deel uitmkt vn het netwerk vn hoge drukleidingen voor rdqstrnsoort RTL-Nieuw: Regionl gstrnsportnet vnf RïL-Oud: Regionl gstrnsportnet vn Tbel 1 : Flknsen ondergrondse pijpleidingen neriode 1,3-10-4l km/jr LPG lntegrl studie,tno 1983 Omschrijving in 'Prse Boek' voor dezelfde flfreqentie 0,7*10-4lkmly SAVE studie 1994 Pijpleiding die deel uitmkt vn 1, kmljr LPG lntegrl studie,tno l983 een soecile leidino strt 6, km/jr NEN 3650 leiding 20* 10-4kmljr Alle ndere leidingen Als initiële flfrequentie voor een ondergrondse leiding stelt SAVE op pgin 31 vn hr rpport een initiële flfrequentie voor vn : 6.1O4/km/per jr. Deze is gebseerd op: - De LPG integrlstudie, wrin ook de flkns vn rdgsleidingen is opgenomen, (D.w.z. : Regionle rdgsleidingen uit de periode ); - EGIG dt over de jren voor rdgs; - Een TNO studie nr ondergrondse pijpleidingen (1980). Deze flkns komt overeen met de csuïstiek vn het Regionle gstrnsportnet uit de periode' Vn de csuïstiek vn het HTL net wordt geen gebruik gemkt Bronnen SAVE studie Uit de tekst vn het SAVE rpport is op te mken dt in de LPG integrl studie, nst de (door Gsunie beschikbr gestelde) csuïstiek vn het Nederlndse rdgsnet tot het begin vn de jren tchtig, gebruik is gemkt vn csuïstiek uit de USA, verzmelt door het Deprtment Of Trnsport (DOT) over de periode 1970-

3 TE BODI N Dtum: I juli 2009 Cônrult ñl! - Pgin: 3 vn 'l 1 À Enr nêêr( Ook wordt gerefereerd nr een DSM studie wr n, "nr lle wrschijnlijkheid" dezelfde Ameriknse gegevens (tot 1980) zijn gebruikt. Voor gstrnsportleidingen n Europ wordt venruezen nr EGIG gegevens tot Verder wordt een Sve studie uit 1994 genoemd, gebseerd op csuïstiek vn de Buisleidingstrt Rotterdm - Antwerpen. Hieruit volgt een flkns voor leidingen in buisleidingstrten vn 0,7 *1}4tkmtf Vigerende voorchr ften voor ondergrondse le d ngen in Nederlnd Tot ver in de zestiger jren bestt er geen specifieke Nederlndse regelgeving op het gebied vn trnsport vn gevrlijke gssen en vloeistoffen en wordt er gewerkt op bsis vn Ameriknse codes. Vnf begin jren zeventig verschijnen de volgende richtlijnen: - Voor gstrnsport en -distributie bestt vnf 1973 de NEN 1091; - Voor Olieleidingen bestt vnf 1972: Leidrd voor Olieleidingen; - De Pijpleidingcode Zuid-Hollnd, eerste uitgve, dteert vn 1968; - NEN 3650 dteert vn 1992, de voorloper(voor veldleidingen) de "Regels voor Trnsportleidingen" uit Leidingen die worden ontworpen en ngelegd en beheerd volgens NEN ('NEN 3650leiding") worden, op bsis vn de SAVE studie uit 1995, in het Prse Boek qu flfrequentie gelijk gesteld met het Regionle trnsportnet vn Gsunie in de jren Deze leidingen wren echter niet volgens de NEN ontworpen, ngelegd en beheerd. De flkns in de BEVI is gebseerd op gegevens vn oudere leidingen. I.2 Ontwikkel ing flfrequentie buisleidingen Uit de EGIG (Europen Gs pipeline lncident dt Group) pipeline incident dtbse komt duidelijk nr voren dt de flfrequentie vn pijpleidingen de ltste 37 jr sterk is fgenomen. Figuur 1 lt de flfrequentie zien genomen over de gehele periode vn 34 jr en het lopende gemiddelde vn de flfrequentie, gemiddeld over telkens 5 jr. Drnst is in figuur I het 95% betrouwbrheidsintervl getoond. Nst het feit dt de flfrequentie is fgenomen is de betrouwbrheid vn de gegevens sterk toegenomen. Volgens figuur 1 zou, uitgnde vn het lopend gemiddelde, de bsisflfrequentie volgens csuïstiek liggen rond de 0,18 per 1000 km per jr (95% bovengrens). De BEVI gt uit vn 0,61 per 1000 km per jr voor NEN 3650 leidingen.

4 Tebodin B.V. TEBODI N Consultáns A trei rt Dtum: I julí 2009 Pgin:4vn rprimry filure frequency : verge rprimry filure frequency: 5 yer moving verge Er1 o P o.e o) o C) c I o. o- E * t- co cr) I F(\ t- r'- r'- r'- F- r'. r'- t - t'.- O) O) O o)o) O, O, o, o) o)oj o)o) o) lf) (OÞ- OO) O -N (.) çl ) (o1.- o coæ o) o) o) o) od o) oro) o) oro) o)o) o, cdo) o) o)o) o)o) FC! OO o oo Ât C\I C\I O o c! tr) (O F* ooo ooo (\ (\ràl Yer [-] Figuur I ; Bsisflfrequentie met 95% betrouwbrheidsintervllen (EGIG) Het is dus duidelijk dt een nieuw gelegde leiding een nog lgere flfrequentie zl hebben omdt in de bovenstnde dt ook oude leidingen zijn meegenomen welke volgens minder strenge normen zijn ngelegd. Op bsis vn deze gegevens zou dus miniml een correctiefctor vn 3.39 (=0.61/0.18) toegepst kunnen worden op de PGS-3 flfrequentie voor nieuwe n te leggen gsleidingen. l.3lnterntionle vis e op de flkns vn COz buisleidingen ln Nederlnd zijn momenteel slechts een beperkt ntl buisleidingen in bedrijf voor CO2 trnsport. ln Amerik injecteert men echter l 37 jr CO2 in reservoirs ten behoeve vn de oliewinning. Men opereert meer dn 5600 kilometer pijpleiding en heeft meer dn '1,200 miljoen ton COz getrnsporteerd. l. Duncn stelt in zijn verklring [9] voor het Committee on Energy nd Commerce vn het Ameriknse Huis dt het reëel is te veronderstellen, dt ondnks het feit dt de CO2 leidingen gekenmerkt worden door een bijn perfecte veiligheidspresttie de flkns vn CO2 leidingen gelijk zou moeten zijn n die vn rdgs leidingen. Een berekening is recent gemkt op bsis vn de Ameriknse pijpleiding sttistieken vn het US Deprtment Of Trnsport in verbnd met de Futuregen Milieu Effect Rpportge [10]. Deze schtte de kns op een lek op 1,18*104 km/jr en op een leidingbreuk op 5,92*10-5 km/jr.

5 TE BODI N Dtum: I juli 2009 Pgin:5vn11 Flen vn ondergrondse pijpleidingen ln het trnsportdeel vn het Prse boek zijn twee scenrio's gedefinieerd: o Leidingbreuk. 20 mm lek Ondnks het feit dt lekken vker voorkomen is hun bijdrge n het risico vn de buisleiding in de leidingentunnel venrurloosbr. De lekken zijn drom niet in de risicoberekeningen vn de tunnel meegenomen. 2.l Floorzken Pijpleidingen kunnen flen door de volgende oorzken (EGIG) [4]: Externe invloeden (grfschde, etc.); Corrosie (intern, extern); Constructi efouten, mteril problemen ; Grondbewegingen (zettingen) ; Fout uitgevoerde hottps; Overig en onbekend Externe invloeden De reductiefctoren zijn een inschtting vn de vermindering vn uit de csuïstiek fgeleide kns op schde door 'externl interference' bij ingegrven trnsportleidingen. We hebben het dn over schde, ontstn door de tnd vn een grfmchine, een drgline, een sondeerstng, diepploegen, mchines voor het inbrengen vn ondergrondse dringes, etc. De omschrijvingen in hoofdstuk vn [8] hebben dn ook overduidelijk betrekking op de mte wrin grfiruerkzmheden nbij de leidingen worden voorkomen. Die grfwerkzmheden immers vormen, op grond vn de csuïstiek het belngrijkste risico voor de leidingen, door de krchten die er door voornoemde grfmchines, sondeerpprten, diepploegen of dringemchines op kunnen worden uitgeoefend, bij niet zorgvuldig hndelen Figuur 3 en 4 zijn foto's vn de tunneleinden vn de leidingentunnel Groene Kruisweg. De tunnelingng is fgesloten met een deur en de fdekplten zijn geborgd. Drnst is het tunneleinde omgeven door een fgesloten hekwerk. Verwijzend nr de constructietekeningen vn de Leidingentunnel Groene Kruisweg en Beneluxplein is het evident dt er in de leidingentunnel een situtie bestt wrin grfwerkzmheden volledig uitgesloten zijn: - Het in brengen vn grfmchines in de tunnel is uitgesloten, de tunnel is geconstrueerd ls een gewpende betonnen koker.; - De tunnel gt in principe lleen open voor inspecties vn de l nwezige leidingen. Het eventueel meegebrchte gereedschp vormt geen reële bedreiging voor een stlen trnsportleiding - Voor het nbrengen vn een nieuwe leiding in de tunnel kunnen werkzmheden in de tunnel worden uitgevoerd. Deze werkzmheden blijven beperkt, in die zin dt de leiding buiten de tunnel neen wordt gelst, bekleed en vervolgens in de leidingentunnel wordt getrokken, wrbij uitvoering vn werkzmheden in lle gevllen lleen met toestemming en onder toezicht vn de Stichting Buisleidingenstrt Nederlnd (SBN) pltsvinden. Gesteld wordt, dt het hiervoor benodigde equipment

6 TEBODIN Tebodin B.V. Volgnummer:1 Dtum: I juli 2009 Pgin:6vn 11 ook bij foutief hndelen nuwelijks schde vn betekenis kn toebrengen n l nwezige leidingen en dus niet vergelijkbr met grfrisico's. - Werkzmheden die in de leidingentunnel voor de COz leiding direct tot het scenrio Breuk kunnen leiden zijn uitgesloten (de door hndwerktuigen uitgeoefende krchten zijn veel kleiner dn die worden uitgeoefend door mechnische grfwerktuigen e.d.). ln feite is lleen het lekscenrio vn belng. Zie hiervoor ook figuur 4. Figuur 2; Tunneleinde leidingentunnel Groene Kruisweg noordz de. Figuur 3; Tunneleinde leidingentunnel Groene Kruisweg zuidzijde.

7 TEBODIN Dtum: I juli 2009 Pgin: 7 vn 'l 1 Figuur 4; lndeling leidingentunnel Beneluxplein Gorrosie lnterne corrosie is, evenls bij rdgs, uitgesloten door het drogen vn het gs bij de bron. Het belngrijkste corrosiemechnisme vn rdgsleidingen wordt ook veroozkt door de nwezigheid vn CO2 en wter. Drnst wordt vi een redundnt systeem op de OCAP loctie het vochtgehlte vn het CO2 op verschillende punten tijdens compressie gemonitord en bewkt. Zodr het systeem een te hoog vochtgehlte detecteert wordt de toevoer vn CO2 direct utomtisch fgesloten. Drnst wrschuwt een lrm de centrle controlekmer vn OCAP, vn wruit het proces continu wordt bewkt. De COz toevoer kn lleen worden hervt wnneer het COz weer n de specificties voldoet. Het is duidelijk dt zonder de nwezigheid vn vrij wter interne corrosie uitgesloten is. Het rdgs dt door de levernciers vn de Gsunie in Nederlnd wordt geleverd n Gsunie wordt in tegenstelling tot het CO2 vn OCAP niet bewkt met een redundnt systeem. Eventuele fwijkingen vn het vochtgehlte ten gevolgen vn problemen in het droogproces vn rdgs worden ps n lngere tijd gedetecteerd, wrn hndmtig moet worden ingegrepen in het proces.

8 TE BODI N Dtum: I juli 2009 C.n<illl ñl( Â Fnriñ.èr< - Pg n: I vn 1 l - Externe corrosie zl,zelfs bijeen indequt inspectieregime in de leidingentunnel, lleen lokl kunnen optreden (bijv. door condensvocht ter pltse vn opleggingen), zodt in de leidingentunnel in feite lleen het lekscenrio nog relevnt is. Optreden vn lekkge door externe corrosie kn worden voorkomen door reguliere inspecties. (Voor ondergrondse leidingen wordt door RIVM in [1], hoofdstuk 8.2 een beschouwing gegeven op bsis vn EGIG en Gsunie dt. Hieruit volgt een kns op 0,01 breuk per jr voor het gehele leidingnet vn Gsunie (12000km), wt overeenkomt met een kns vn 8,3x 10-7 km-1 jr I - Door periodieke inspectie kn deze kns worden gereduceerd. Bij een inspectiefrequentie vn eens in de 2-4 jr kn op de hiervoor genoemde frequentie een reductiefctor vn 100 worden toegepst. De SBN stelt lle beheerders vn leidingen in de leidingentunnels hlfjrlijks in de gelegenheid om inspecties in de tunnel uit te voeren. Hiern zl door het beheer- en risicomngement systeem vn OCAP zeker gevolg worden gegeven (NTA 8000:2009). Drnst blijkt uit het EGIG rpport [4] dt corrosie geen oozk is voor volledige breuk vn een leiding. Kleine gslekken worden door de nwezige gsdetectie l opgepkt en zullen drdoor nooit resulteren in een volledige breuk Constructiefouten, mter lproblemen Doordt de leiding onder NEN 3650 zl worden ontworpen en gebouwd zl 1Ù0o/o NDO worden uitgevoerd op de lssen. Hierdoor worden constructiefouten uitgesloten. Het leidingmteril zl drnst volledig gecertificeerd worden geleverd. Verder wordt de pijpleiding op xo/o vn de ontwerpdruk hydrosttisch getest Grondbeweging(zettingen) Door de stbiele ligging in een stijve gewpend betonnen tunnelbuis is dit flscenrio niet relistisch Fout uitgevoerde hot-tps (Werkzmheden n leiding) ln de leidingtunnel zullen geen werkzmheden n de COz leiding worden uitgevoerd. Dit flscenrio is drom niet vn toepssing Overig en onbekend Binnen de ctegorie "overig en onbekend" vormt blikseminslg de belngrijkste oozk voor pijpleiding incidenten. Deze oorzk kn gezien de ligging in de tunnel uitgesloten worden.

9 TEBODIN Consullåntr t Ent ne!rr Dtum: I juli 2009 Pgin:9vn 11 3 Additionele mtregelen De volgende dditionele mtregelen zullen door OCAP worden genomen om een leidingbreuk in de leidingentunnel volledig uit te sluiten: Constructie werkzmheden in de tunnel De enige situtie dt er significnte werkzmheden worden uitgevoerd betreft het intrekken vn nieuwe leidingen in de leidingentunnel. Leidingen worden buiten de tunnel n elkr gelst. Deze werkzmheden gebeuren onder strikte voorwrden. Door OCAP zl in smenwerking met de SBN hiervoor een procedure worden vstgelegd welke beschdiging vn de CO2 leiding zl voorkomen. Drnst zijn de bij deze werkzmheden uitgeoefende krchten te gering om te leiden tot een volledige leidingbreuk. Extr wnddikte Uit nlyse vn de EGIG en Gsunie dtbse blijkt een zeer sterke reductie vn de flkns door externe invloeden bij toenme vn dimeter en wnddikte. Bij een leidingdimeter vn c 30 " en een wnddikte, groterdn 10 mm is de kns op directflen vn de leiding bij beschdiging dooreen extern uitgeoefende krcht zeer gering. ln de leidingentunnel zl drom een minimle wnddikte vn 11 mm worden toegepst

10 TEBODIN Dtum: I juli 2009 Pgin: l0 vn 11 4 Conclusies Ten nzien vn de kns op een leidingbreuk vn een COz leiding in de leidingentunnel welke is gebruikt in de risiconlyse vn het project COz opslg Brendrecht kn worden gesteld dt deze conservtief is bepld. Flknsen vn leidingen welke momenteel worden ontworpen en geconstrueerd zijn volgens de huidige EGIG sttistieken miniml een fctor 3.3 lger dn de flkns zols gedefìnieerd voor een NEN 3650 leiding in de BEVI. Geen vn de door de EGIG gedefinieerde floozken vn een leiding zijn vn toepssing op het flen vn een CO2 leiding in de leidingentunnel. Hierdoor wordt de flkns nog verder gereduceerd. De kns dt externe invloeden in een leidingbreuk resulteren is uitgesloten doordt de leidingentunnels ontoegnkelijk zijn voor zwr hydrulisch mterieel. Het toepssen vn de reductiefctor 100 ws conservtief. Voor het leidinggedeelte in de leidingentunnel Beneluxplein kn in overeenstemming met het gestelde in RIVM rpport [7] hoofdstuk en hoofdstuk 8.2 ervn worden uitgegn dtflen door externe invloeden uitgesloten is. Door het toepssen vn meerdere monitoring systemen is het gs bsoluut droog. Zonder vrij wter is interne corrosie vn de leiding uitgesloten. Hierdoor is de kns op een leidingbreuk door interne corrosie niet nwezig. Door de ligging vn de leiding op supports in de leidingentunnel is er geen corrosief milieu n de buitenzijde vn de leidingcoting. Deze coting zl drnst periodiek worden gecontroleerd door OCAP. Hierdoor is een leidingbreuk door externe corrosie uitgesloten. Door het toepssen vn dditionele mtregelen zols het vergroten vn de wnddikte tot 11 mm en het vstleggen vn de opertionele procedures tussen OCAP en de SBN zl een leidingbreuk in de leidingentunnel kunnen worden uitgesloten. Het uitgngspunt (breuk/lek verhouding = 0,1) is drom een veilige nnme. Smenvttend kn worden gesteld dt de reductiefctor welke is gebruikt voor het beplen vn de kns op een leidingbreuk in de leidingentunnel behoudend is gedefinieerd in de risiconlyse voor het project CO2 opslg Brendrecht. De bsisflkns voor een nieuw n te leggen leiding is lger dn de flkns gedefinieerd in de BEVI en PGS-3 en de floozken vn de leiding welke kunnen leiden tot een volledige leidingbreuk zijn volledig uitgesloten door de ligging vn de leiding in de tunnel, het ontwerp vn deze leiding, het procesontwerp en de

11 TEBODI N Dtum: I juli 2009 C.nstrllá lr " Pgin:11 vn 11 f, Err ncêr( 5 Referenties 1. Performnce of Europen Cross country oil pipelines, P.M. Dvis, J. Dubois, G.Levi, F. Uhlig, CONCAWE, August Risiconlyse voor buisleidingen met brndbre vloeistoffen, A.A.C. vn Vliet, G.M H. Lheij, A.G. Wolting, RIVM / Registrtie en nlyse vn pijpleidingincidenten 2004, 2' voortgngsverslg projectgroep incidentenreductie juni 2006, VELIN th Egig report I , Gs pipeline incidents, EGIG 08.TV , December Appendix 6 MER Brendrecht CO2 Storge, rev , / ', M.. M.Heijne, F. Kmn;Tebodin 6. Toetsingsdvies over het milieueffectrpport Ondergrondse opslg vn CO2 in Brendrecht, Commissie MER , 23 pril Achtergronden bij vervnging vn de zoneringsfstnden hoge druk rdgstrnsportleidingen vn de N.V. Gsunie, G.H.M. Lheij, A.A.C. vn Vliet, E.S. Kooi, RIVM / Risicomethodiek rdgstrnsportleidingen, G.M.H. Lheij, RIVM brief 390/06 CEV Lh/pbz-1191, 6 november Sttement by ln Duncn, Bureu of Economic Geology, University of Texs t Austin, Mrch 1Oth 2009 submitted to the U.S. House Committee on Energy nd Commerce, Crbon sequestrtion risks, opportunities nd lerning from the CO2-EOR industry. 10. FutureGen Project Environmentl lmpct Sttement; finl; DOE/E S-0394; November 2007; US Deprtment of Energy; Ntionl Energy Technology Lbortory. 11. Hndleiding risicoberekeningen BEVI, versie 3.2, 1 juli 2009, Rijksinstituut voor Veiligheid en Milieu, Centrum Externe Veiligheid. 12. Guidelines for quntittive risk ssessment, CPR 18E, "Purple book", December 2005;VROM 13. Brief vn RIVM, CEV; M. Spoelstr; 8 pril2009