Liquified CO2 transport by ship. Economic model and optimization of the transport chain from the Mediterranean to the North Sea

Climate change may cause irreversible impact worldwide and Europe is taking active role in reducing its greenhouse gases emissions, among which CO2 outputs. Emissions of greenhouse gases are produced by several sectors, in particular power plants and industries. Carbon capture and storage is considered one of the technically and economically feasible methods for reducing greenhouse gases emissions. This methodology consists in a range of technologies to capture CO2, then it is transported to in secure locations where it is stored. This Thesis studies the technical and economic feasibility of the infrastructure of large-scale CO2 transport by ships in the European scenario. The objective is to develop a detailed techno-economic model of CO2 transport by ship. Then, an optimization model is proposed to study the costs of the transportation from European ports located on the Black Sea, Mediterranean Sea and Atlantic Ocean to the North Sea. Costs are found to be in the range of 34.2 – 34.8 €/t of CO2 for a total flow rate of almost 120 Mt/y.

Il cambiamento climatico potrà causare un impatto irreversibile in tutto il mondo e l'Europa sta svolgendo un ruolo attivo nella riduzione delle emissioni di gas serra, tra i cui la CO2. Le emissioni di gas serra sono prodotte da diversi settori, in particolare dalle centrali elettriche e dalle industrie. La cattura e il sequestro della CO2 è considerato uno dei metodi fattibili dal punto di vista tecnico ed economico per ridurre le emissioni di gas serra. Questa metodologia consiste in una serie di tecnologie per catturare la CO2, che viene poi trasportata in formazioni geologiche profonde o giacimenti esauriti di idrocarburi. Questa tesi studia la realizzabilità a livello tecnico ed economico dell'infrastruttura di trasporto di CO2 su larga scala tramite navi nello scenario europeo. L'obiettivo è di sviluppare un modello tecnico-economico dettagliato del trasporto di CO2 via nave. Successivamente, viene proposto un modello di ottimizzazione per studiare i costi del trasporto dai porti europei situati nel Mar Nero, nel Mar Mediterraneo e nell'Europa che affaccia sull'Oceano Atlantico al Mare del Nord. I costi sono stati individuati nell'intervallo di 34.2 – 34.8 €/t di CO2 per una portata pari a circa 120 Mt/y.