Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag
Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag Design og modellering af metanolanlæg til VEnzin-visionen Bilag
ekspansionen fra iltlageret foregår vha. en turbine, kan det ekstra energiforbrug minimeres. • Regulerkraftmarkedet inkluderes ikke i denne undersøgelse, selvom det største potentiale formentlig forekommer her. Det skyldes, at formålet med denne undersøgelse kun er at sandsynliggøre, at der er bedre økonomi i et metanolanlæg med gaslagre - end i et uden. De el-priser som benyttes i scenarierne, er fra DK-VEST for årene 2000-2006 (se elpriserne på Figur 7.6). Der er anført gennemsnitspriser og spredninger for disse elpriser i tabellen nedenfor. 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2000-2006 (ref) c el, år [kr/MWh] 122 177 189 250 214 277 330 223 σel, år [kr/MWh] 93 73 119 160 50 127 99 126 Tabel 8.3. Den gennemsnitlige el-pris og spredningen på el-priserne. For lettere at kunne forholde sig til omkostningerne forbundet med drift af et elektrolyseanlæg med gaslagre, som præsenteres senere i rapporten, defineres en række referenceomkostninger. Omkostningerne defineres ud fra et fiktivt år på 8760 timer med en gennemsnitlig el-pris på 223 kr/MWh (fra ”2000-2006” i Tabel 8.3). Ligning 8.1: De specifikke reference-el-omkostninger c = c ⋅ e ⋅ levetid = 223 kr ⋅8760 MWh ⋅15 = 29, 3 ref , el el, år el MWh Hvor de specifikke reference-el-omkostninger er omkostningen til el for et elektrolyseanlæg på 1 MWe, som er i drift uafbrudt gennem hele levetiden ved en gennemsnits-el-pris. eel er det specifikke elforbrug for et elektrolyseanlæg [energiforbrug / installeret effekt]. Ligning 8.2: De specifikke referenceomkostninger c = c ⋅ ( 1+ r ⋅ levetid) + c mio. kr = 1, 5 ⋅ ( 1+ 0, 02 ⋅15) + 29, 3 ref elektrolyse D&V ref , el MWe MWe mio . kr MWe mio. kr mio. kr = 31, 3 MWe Hvor de specifikke referenceomkostninger, er omkostningerne til et elektrolyseanlæg på 1 MWe, som er i drift uafbrudt, samt D&V og el for hele anlæggets levetid. Ligning 8.3: De specifikke reference-el-omkostninger regnet i nutidsværdi i= levetid cel, år c ref , el, nutidsværdi = eel ⋅ ∑ i 1+ r i= 15 223 kr MWh MWh = 8760 MWe ⋅∑ i 1+ 0, 05 = 20, 3 i= 1 ( ) i= 1 ( ) Ligning 8.4: De specifikke referenceomkostninger regnet i nutidsværdi i levetid rD&V ⋅ celektrolyse c ref , nutidsværdi = celektrolyse + ∑ + c i ref , el, nutidsværdi i 1 ( 1+ r) = = i 15 mio. kr mio. kr 0, 02 ⋅1, 5 MWe mio. kr mio = 1 , 5 MWe + ∑ + 20, 3 i MWe = 22, 1 1+ 0, 05 = i= 1 ( ) For alle årene 2000-2006 er følgende parameter defineret: . kr MWe mio . kr MWe MWe 68
Ligning 8.5: Reference-el-omkostningerne baseret på el-priserne for et af årene fra 2000-2006 = c ⋅ E ⋅ levetid C ref , el, år el, år el hvor Eel er el-forbruget per år Følgende 5 parametre benyttes ved fremstilling af resultaterne for simuleringerne og til sammenligninger mellem de 2 scenarier i resultatkapitlet (8.3): Ligning 8.6: Sparede omkostninger = Sparede omkostninger − C ⋅ ( 1+ r ⋅ levetid) Csparet el ekstra anlægsomkostning D&V ⎛ ⎛ x ⎞ ⎞ ( − C ) − ⎜C ⋅ ⎜ −1⎟ + C ⎟ ⋅ ( 1+ r ⋅ levetid) = C ref , el, år el ⎝ elektrolyse ⎝ Driftstimer ⎠ lagre ⎠ D&V , Hvor Cel er de samlede el-omkostninger gennem levetiden. Celektrolyse = celektrolyse ⋅ Pel, ref , hvor Pel, ref er el-effekten for referenceelektrolyseanlægget (anlægget der er i drift uafbrudt). x er antallet af timer per år (8760 eller 8784). Clagre er omkostningen for både brint- og ilt-lager. Ligning 8.7: Tilbagebetalingstiden C Tilbagebetalingstid = Csparet el − C levetid = C elektrolyse ekstra anlægsomkostning ekstra anlægsomkostning ⎛ x ⎞ ⋅ ⎜ −1⎟ + C ⎝ Driftstimer ⎠ ⋅ r D&V ⎛ ⎛ x ⎞ ⎞ ( cel, år − cel ) ⋅ E el − ⎜C elektrolyse ⋅⎜ −1⎟ + Clagre ⎟ ⋅ rD&V Hvor el ⎝ c er gennemsnits-el-prisen. Ligning 8.8: Forrentning af investeringen ⎝ Driftstimer 1 Forrentning af investering = Tilbagebetalingstid = ( c − c ) el, år el ⋅ E el C elektrolyse lagre ⎛ ⎛ x ⎞ − ⎜C elektrolyse ⋅⎜ −1⎟ + C ⎝ ⎝ Driftstimer ⎠ ⎛ x ⎞ ⋅ ⎜ −1⎟ + Clagre ⎝ Driftstimer ⎠ 2 af parametrene ovenfor beregnes også i nutidsværdi: ⎠ ⎠ Csparet el − C = levetid C lagre ⎞ ⎟ ⋅ r ⎠ ekstra anlægsomkostning ekstra anlægsomkostning D&V ⋅ r D&V 69
- Page 17 and 18: T Fordampning Pinch points Figur 7.
- Page 19 and 20: Massestrøm af Metanol/vand-blandin
- Page 21 and 22: Parameter Værdi Komponenter Evt. k
- Page 23 and 24: 7.2 Anlægskonfigurationer Den opby
- Page 25 and 26: 7.3 Økonomi For at kunne vurdere o
- Page 27 and 28: Input-priser Kilde Elektricitet 18
- Page 29 and 30: 7.4 Termoøkonomisk analyse Der er
- Page 31 and 32: Komponent Produkt(er) Spild Elektro
- Page 33 and 34: Tabet i fysisk exergi forekommer ho
- Page 35 and 36: Anlæg 1 Total: 320 MWex (292 MW) 7
- Page 37 and 38: antagelse, da naturgasnettet er try
- Page 39 and 40: 246 562 112 Anlæg 1 Total: 1222 mi
- Page 41 and 42: Brændsel Pris Kilde [kr/L] [kr/GJe
- Page 43 and 44: Metanolomkostning [kr/GJex] 500 450
- Page 45 and 46: 7.5.2 Parametervariation Nedenfor e
- Page 47 and 48: Udkondenseret metanol [%] 100 95 90
- Page 49 and 50: Metanolrenhed efter destillation [m
- Page 51 and 52: vandkoncentrationen i syngassen fal
- Page 53 and 54: Metanolexergivirkningsgrad [%] 73 7
- Page 55 and 56: Metanolrenhed efter destillation [m
- Page 57 and 58: Dette betyder at den metanolholdige
- Page 59 and 60: Atmosfærisk forgasning (1 bar) Try
- Page 61 and 62: 7.6 Diskussion I parametervariation
- Page 63 and 64: 7.6.2 Alternative anlægsdesign Ned
- Page 65 and 66: 8 Benyttelse af underjordiske gasla
- Page 67: 8.2 Scenarier Der er undersøgt 2 s
- Page 71 and 72: Ligning 8.13: Tidskonstant for lage
- Page 73 and 74: Brintlagerbeholdning [MWh] 3000 250
- Page 75 and 76: Brintlagerbeholdning [MWh] 400 350
- Page 77 and 78: den time, hvor regulatorligningen b
- Page 79 and 80: El-pris-funktionen [kr/MWh] 500 450
- Page 81 and 82: Brintlagerbeholdning [MWh] 100 90 8
- Page 83 and 84: Omkostninger [%] 100 90 80 70 60 50
- Page 85 and 86: Sparede omkostninger [%] 30 25 20 1
- Page 87 and 88: selvstændig investering og de omko
- Page 89 and 90: Tilbagebetalingstid (beregnet ud fr
- Page 91 and 92: Sparede omkostninger i nutidsværdi
- Page 93 and 94: Tilbagebetalingstid [år] 15 10 5 0
- Page 95 and 96: 8.4 Diskussion Resultaterne præsen
- Page 97 and 98: El-pris [kr/Mwh] 400 350 300 250 20
- Page 99 and 100: 9 Konklusion I den første del af r
- Page 101 and 102: http://www.energyserver.net/ET1/Def
- Page 103 and 104: 11 Nomenklaturliste c omkostning pe
- Page 105 and 106: Design og modellering af metanolanl
- Page 107 and 108: 25. Flowsheets for metanolanlæg -
- Page 109 and 110: 2. Forgasserpris - Choren Choren In
- Page 111 and 112: 4. El-afgifter og -tariffer GE-NET
- Page 113 and 114: 6. Naturgasafgifter - DONG Energy N
- Page 115 and 116: 8. Benzinforbrug til vejtransport E
- Page 117 and 118: 10. Benzinafgift Benzinafgifter fra
ekspansionen fra iltlageret foregår vha. en turbine, kan det ekstra energiforbrug<br />
minimeres.<br />
• Regulerkr<strong>af</strong>tmarkedet inkluderes ikke i denne undersøgelse, selvom det største<br />
potentiale formentlig forekommer her. Det skyldes, at formålet med denne<br />
undersøgelse kun er at sandsynliggøre, at der er bedre økonomi i et <strong>metanolanlæg</strong><br />
med gaslagre - end i et uden.<br />
De el-priser som benyttes i scenarierne, er fra DK-VEST for årene 2000-2006 (se elpriserne<br />
på Figur 7.6). Der er anført gennemsnitspriser <strong>og</strong> spredninger for disse elpriser<br />
i tabellen nedenfor.<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2000-2006 (ref)<br />
c el,<br />
år<br />
[kr/MWh]<br />
122 177 189 250 214 277 330 223<br />
σel, år<br />
[kr/MWh]<br />
93 73 119 160 50 127 99 126<br />
Tabel 8.3. Den gennemsnitlige el-pris <strong>og</strong> spredningen på el-priserne.<br />
For lettere at kunne forholde sig <strong>til</strong> omkostningerne forbundet med drift <strong>af</strong> et<br />
elektrolyseanlæg med gaslagre, som præsenteres senere i rapporten, defineres en<br />
række referenceomkostninger. Omkostningerne defineres ud fra et fiktivt år på 8760<br />
timer med en gennemsnitlig el-pris på 223 kr/MWh (fra ”2000-2006” i Tabel 8.3).<br />
Ligning 8.1: De specifikke reference-el-omkostninger<br />
c = c ⋅ e ⋅ levetid = 223 kr ⋅8760<br />
MWh ⋅15<br />
= 29,<br />
3<br />
ref , el<br />
el,<br />
år<br />
el<br />
MWh<br />
Hvor de specifikke reference-el-omkostninger er omkostningen <strong>til</strong> el for et elektrolyseanlæg på 1<br />
MWe, som er i drift u<strong>af</strong>brudt gennem hele levetiden ved en gennemsnits-el-pris. eel er det specifikke elforbrug<br />
for et elektrolyseanlæg [energiforbrug / installeret effekt].<br />
Ligning 8.2: De specifikke referenceomkostninger<br />
c = c ⋅ ( 1+<br />
r ⋅ levetid)<br />
+ c<br />
mio.<br />
kr = 1,<br />
5 ⋅ ( 1+<br />
0,<br />
02 ⋅15)<br />
+ 29,<br />
3<br />
ref<br />
elektrolyse<br />
D&V<br />
ref , el<br />
MWe<br />
MWe<br />
mio<br />
. kr<br />
MWe<br />
mio.<br />
kr<br />
mio.<br />
kr = 31,<br />
3 MWe<br />
Hvor de specifikke referenceomkostninger, er omkostningerne <strong>til</strong> et elektrolyseanlæg på 1 MWe, som<br />
er i drift u<strong>af</strong>brudt, samt D&V <strong>og</strong> el for hele anlæggets levetid.<br />
Ligning 8.3: De specifikke reference-el-omkostninger regnet i nutidsværdi<br />
i=<br />
levetid cel,<br />
år<br />
c ref , el,<br />
nutidsværdi<br />
= eel<br />
⋅ ∑<br />
i<br />
1+<br />
r<br />
i=<br />
15 223 kr<br />
MWh<br />
MWh<br />
= 8760 MWe ⋅∑<br />
i<br />
1+<br />
0,<br />
05<br />
= 20,<br />
3<br />
i=<br />
1<br />
( ) i=<br />
1 ( )<br />
Ligning 8.4: De specifikke referenceomkostninger regnet i nutidsværdi<br />
i levetid rD&V<br />
⋅ celektrolyse<br />
c ref , nutidsværdi<br />
= celektrolyse<br />
+ ∑<br />
+ c<br />
i<br />
ref , el,<br />
nutidsværdi<br />
i 1 ( 1+<br />
r)<br />
=<br />
=<br />
i 15<br />
mio.<br />
kr<br />
mio. kr 0,<br />
02 ⋅1,<br />
5 MWe mio.<br />
kr<br />
mio<br />
= 1 , 5 MWe + ∑ + 20,<br />
3<br />
i<br />
MWe = 22,<br />
1<br />
1+<br />
0,<br />
05<br />
=<br />
i=<br />
1<br />
( )<br />
For alle årene 2000-2006 er følgende parameter defineret:<br />
. kr<br />
MWe<br />
mio<br />
. kr<br />
MWe<br />
MWe<br />
68
Change language