Durchführung deutlich intelligenterer CO2-Messungen – ein Interview zur Kohlenstoffabscheidung

Die neu eingeführte Vaisala MGP241 ermöglicht deutlich intelligentere CO2-Messungen in anspruchsvollen industriellen Einsatzszenarien, insbesondere in Anwendungen zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (CCUS). 

Im Kampf gegen den Klimawandel ist CCUS eine der attraktivsten technologischen Lösungen. Innovative Antworten sind entscheidend: Wir benötigen Messgeräte, die CCUS effizienter und erschwinglicher machen, die skalierbar sind, um die globalen Klimaziele zu erreichen, und die an verschiedene Branchen angepasst werden können. Die neu eingeführte Vaisala MGP241 ermöglicht deutlich intelligentere CO2-Messungen in anspruchsvollen industriellen Einsatzszenarien, insbesondere bei CCUS. Das Vaisala Blogteam hat kürzlich mit Frau Irene Zakrzewski, R&D Project Managerin von Vaisala, gesprochen, um herauszufinden, wie die neue MGP241 entstanden ist – in nur 12 Monaten.

Frage: Was spricht für die MGP241? Warum jetzt?

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Irene Zakrzewski, R&D Project Managerin: Aufgrund der klimatischen Lage besteht ein echtes Gefühl der Dringlichkeit. Der Zweck des Produkts liegt klar auf der Hand: Wir möchten unseren Teil dazu beitragen, den Kohlenstoffausstoß zu verringern. Die Welt kann es sich nicht leisten, weitere Jahre auf CO2-freie Lösungen zu warten. Wir müssen jetzt einen Weg finden, dieses Problem anzugehen. Wir haben uns bewusst dafür entschieden, das Projekt auf 12 Monate zu begrenzen. Wir mussten schnell sein, da wir den Erstanbietervorteil auf dem CCUS-Markt zu unseren Gunsten nutzen wollten.  Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg.

F: Lassen Sie uns über die Formulierung deutlich intelligenter sprechen. Was ist in Verbindung mit der MGP241 damit gemeint? 

I. Z.: Mit dem Slogan „deutlich intelligenter“ ist das Gesamtpaket gemeint. Die kompakte Größe und der geringe Stromverbrauch. Dass es per Plug-and-Play mit Betriebsplattformen kompatibel ist. Dass es sich kostengünstig installieren und betreiben lässt, insbesondere im Vergleich beispielsweise zu Gasanalysatoren. Das mag sich jetzt vielleicht etwas überheblich anhören, aber bei einem Instrument, das alles das, einschließlich der Bereitstellung von Messdaten, in Echtzeit bietet, ohne dass hierfür eine kontinuierliche Wartung erforderlich ist, dann kann man wirklich von etwas „deutlich Intelligenterem“ sprechen. Von etwas, das es bei CCUS-Messungen so noch nicht gegeben hat. Genau das benötigt man, um CO2 von einem ehemaligen Schadstoff in eine wertvolle Einnahmequelle zu verwandeln. Das macht die MGP241 nicht nur zu einer cleveren, sondern zu einer deutlich intelligenteren Wahl, da diese Lösung eine Effizienz, Wirtschaftlichkeit und Nutzungsfreundlichkeit bietet, die herkömmliche CO2-Messgeräte übertreffen.

F: Können Sie uns etwas über den Forschungs-, Entwicklungs- und Entwurfsprozess erzählen?

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I. Z.: Unser Ziel war es, ein echtes Messgerät der nächsten Generation zu entwickeln, das selbst in den härtesten Umgebungen direkt im Prozess installiert werden kann und für die eine einzige jährliche Überprüfung völlig ausreicht. Bei  einem Gasanalysator ist dies nicht der Fall, da dessen Installation und Betrieb sowohl teuer als auch arbeitsintensiv sind.

Wir haben die CCUS-Entwicklung aufmerksam verfolgt. Die Anforderungen sowohl der punktuellen und der Abscheidung nach der Verbrennung als auch der direkten Abscheidung aus der Luft (DAC, Direct Air Capture) – insbesondere für ein neuartiges Messgerät zur Messung von hohen CO2-Konzentrationen – waren für viele Designentscheidungen ausschlaggebend. Und selbstverständlich verfügten wir bereits über eine großartige Lösung zur Messung von CO2 mit niedriger Konzentration (ppm), die in vielen DAC-Prozessen und an zahlreichen Standorten auf der ganzen Welt im Einsatz ist.

Wir haben unsere Produktmanager, die Abteilung für Forschung und Entwicklung sowie das für die Geschäftsentwicklung zuständige Team an einen Tisch gesetzt, um gemeinsam an einer Lösung zu arbeiten. Wir alle hatten von Beginn an ein sehr klares und gemeinsames Verständnis davon, worauf wir hinarbeiteten und aus welchem Grund. Es begann mit einer ganzheitlichen Überprüfung unserer Technologiekompetenz sowie unserer Fähigkeiten in der Betriebsführung und unseres Vermögens, beides mit den Anforderungen des Marktes in Einklang zu bringen, also mit dem „Was“ und dem „Wie“. Eigentlich hatten wir zu Beginn zwei konkurrierende Produktkonzepte und entschieden uns schließlich für das Konzept, aus dem später die MGP241 entstand.

F: Für wen ist die MGP241 am nützlichsten?

I. Z.: Die Sonde wurde für die tatsächlichen Anforderungen der Hersteller von CCUS-Anlagen und -Geräten sowie der Betreiber von Abscheidungsanlagen entwickelt. Die MGP241 ist für Unternehmen gedacht, die kontinuierliche Messungen benötigen, um den Prozess der Kohlenstoffabscheidung zu steuern und zu optimieren.

F: Wie kann die MGP241 konkret zum ökologischen Wandel, zur Lösung der Klimakrise und zum Erreichen einer CO2-neutralen Zukunft beitragen?

I.Z.: Die MGP241 bietet höchste Zuverlässigkeit bei der Überwachung der Kohlenstoffabscheidung und zeichnet sich durch überaus geringe Anforderungen in Bezug auf Größe, Energieverbrauch und Kosten aus, da sie weniger als 2 kg wiegt und lediglich 24 VDC benötigt. Die Gesamtbetriebskosten sind ebenfalls außergewöhnlich niedrig. Die MGP241 trägt dazu bei, die Maßnahmen zur Kohlenstoffabscheidung deutlich rationalisierter und transparenter zu gestalten. Wenn Sie die abgeschiedene Menge nicht zuverlässig messen können, welchen Sinn hat dann der ganze Aufwand?

F: Kommen wir zurück auf die Entwicklung. Was waren die wichtigsten Meilensteine und wann wussten Sie, dass es funktionieren würde?

I. Z.: Nach etwa zwei Monaten lag eine Machbarkeitsstudie vor. Es ging wirklich nur noch darum, die wirklichen „Must have“-Merkmale von den „Nice to have“-Merkmalen zu unterscheiden.

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Für diese Informationen haben wir unsere Kunden konsultiert. Wir haben zahlreiche intensive Gespräche geführt, Recherchen durchgeführt, die Kunden vor Ort besucht und Live-Tests vorgenommen. So sollte man diese Dinge immer angehen. Gehen Sie dorthin, wo das Instrument zum Einsatz kommen soll, um zu lernen und entsprechende Anpassungen vorzunehmen.

Eine der ursprünglichen Anforderungen sah vor, dass es möglich sein sollte, das Gerät unter sehr hohen Prozessdrücken zu betreiben.  In der Realität jedoch gibt es für viele Prozesse zur Kohlenstoffabscheidung Stellen, an denen Druck und Temperatur eine Installation der MGP zulassen, selbst wenn in anderen Bereichen des Prozesses möglicherweise ein höherer Druck herrscht. Es ist somit relativ einfach, an diesem Stellen mit einem einfachen Druckregler eine Gasprobe bei Umgebungsluftdruck zu nehmen. Tatsächlich ist es genau das, was in derartigen Anlagen mit den bereits vorhandenen Messlösungen normalerweise gemacht wird.

Eines der Mitglieder des Projektteams, unser Senior HW Test Engineer, hatte sich gerade mit einigen japanischen Produktentwicklungstheorien und insbesondere mit dem Kano-Modell befasst. Wir haben sämtliche Informationen aus den Kundengesprächen und Untersuchungen zusammengetragen, das Kano-Modell angewendet und auf diese Weise verstanden, dass es sich bei den Anforderungen für hohe Drücke größtenteils um „Nice to have“-Anforderungen handelt. Wir haben uns entschieden, der Markteinführungszeit Vorrang vor diesen Anforderungen zu geben. Für mich sind Entscheidungen dieser Art ein Zeichen dafür, dass wir es tatsächlich schaffen können und jetzt endlich etwas voran geht.

F: Worin besteht der Unterschied zu anderen CO2-Instrumenten von Vaisala?

I. Z.: Die MGP241 ist das robusteste CO2-Instrument, das wir herstellen. Es ist so konstruiert, dass es praktisch jeder Aufgabe gewachsen ist. Hitze, Kälte, anspruchsvolle Industrieprozesse, wirklich intensive Beanspruchungen. Die Prozesstemperaturen und -drücke können erhöht sein und die Feuchte ist bei lösemittelbasierten Prozessen typischerweise sehr hoch. Je nach Prozess kommt es auch zu einer gewissen Belastung mit Chemikalien, wie zum Beispiel Aminen, Ammoniak oder Kaliumcarbonat. Aus diesem Grund wurde die MGP mit einer hermetisch versiegelten Sondenspitze aus Saphir und Stahl entwickelt, um rauen Prozessbedingungen standzuhalten. Aus all diesen Gründen eignet sich die MGP241 auch hervorragend für andere industrielle CO2-Messungen, die über die Kohlenstoffabscheidung hinausgehen. Wenn der CCUS-Betrieb in einer explosiven Umgebung erfolgt, sollte man sich natürlich für die Ex-zertifizierte MGP260 Baureihe entscheiden.

F: Könnten Sie die wichtigsten Erkenntnisse zusammenfassen?

I. Z.: Man muss über die richtigen Kapazitäten verfügen, sowohl hinsichtlich der Fähigkeiten des Teams als auch der Technologien. Und ein gemeinsames Verständnis davon, was Sie tun und warum – alles das ist an die Kernbedürfnisse der Kunden geknüpft. Alles andere, egal wie komplex oder schwierig, lässt sich bewerkstelligen, sobald man sich auf dem richtigen Weg befindet.

Und noch etwas: Wenn man erfolgreich sein will, benötigt man großartige Maschinenbauingenieur*innen!
 

F: Vielen Dank, es war mir ein Vergnügen.

I. Z.: Ich danke Ihnen!

Die neue Vaisala MGP241 CO2-Multigassonde wurde am 22. Oktober 2024 auf den Markt gebracht. 
Weitere Informationen finden Sie hier: vaisala.com/mgp241

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