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
Ligning 8.9: Sparede omkostninger i nutidsværdi Sparede omkostninger i nutidsværdi ⎛ ⎛ ⎜ ⎛ x ⎞ ( c − ) ⋅ − ⎜ ⋅⎜ − ⎟ + i= levetid el, år cel E el Celektrolyse 1 C ⎜ ⎝ ⎝ Driftstimer ⎠ = ∑ ⎜ i i= 1 ⎜ ( 1+ r) ⎜ ⎝ ⎛ ⎛ x ⎞ ⎞ − ⎜C elektrolyse ⋅ ⎜ −1⎟ + Clagre ⎟ ⎝ ⎝ Driftstimer ⎠ ⎠ Tilbagebetalingstiden regnet i nutidsværdi findes ved at sætte ”Sparede omkostninger i nutidsværdi” = 0 og så bestemme parameteren ”levetid”, som i dette tilfælde vil være lig ”tilbagebetalingstiden regnet i nutidsværdi”. De specifikke referenceomkostninger på 31,3 mio. kr/MWe for det fiktive år (Ligning 8.2) benyttes til normering af de sparede omkostninger beregnet ud fra Ligning 8.6 og Ligning 8.9 i resultatdelen, for lettere at kunne relatere til størrelserne. For at kunne forholde sig til omkostningerne til gaslagrene defineres parameteren klagerprisandel, som den samlede gaslagerpris delt med prisen for referenceelektrolyseanlægget: Ligning 8.10: Lagerprisandelen Clagre k lagerprisandel = C elektrolyse I forbindelse med benyttelsen af gaslagre defineres en række parametre, som benyttes senere i rapporten: Ligning 8.11: Energiindholdet i brintlageret E br int lager = k Clagre + 1 ⋅ c ( lagerpris ) br int lager Ligning 8.12: Det specifikke energiindhold i brintlageret E br int lager e br int lager = = P P ⋅ k Clagre + 1 ⋅ c k = lagerprisandel 2 ⋅ 0, 2 el, ref ⋅1, 5 mio kr MJ . kr MWe el, ref = k = lagre lagerprisandel ⎞ ⎟ ⋅ r ⎠ ⋅ c D&V ⎞ ⎟ ⎟ ⎟ ⎟ ⎠ elektrolyse ( lagerpris ) br int lager ( k lagerpris + 1) ⋅ c br int lager lagerprisandel ⋅1042 MWh MWe Ud fra dette kan det beregnes, hvor lang tid et fyldt lager kan forsyne metanolanlægget med gas: k 70
Ligning 8.13: Tidskonstant for lageret T lager k = E = P br int lager, effektiv el, ref lagerprisandel 0, 8 ⋅ η elektrolyse ⋅1042 MW MWe E = MWh MWe ⋅ br int lager 4 5 P el, ref = k k ⋅ k lager−max/ min ⋅ η lager−max/ min elektrolyse lagerprisandel Gaslagervolumenet for et af lagrene er: Ligning 8.14: Gaslagervolumenet for et lager Clagre Vlager = ( k p lagerpris + 1) ⋅ c brintlager ⋅ LHVbrint ⋅ p −1 e = ⋅1042h = k Det specifikke gaslagervolumen for et af lagrene er: Ligning 8.15: Det specifikke gaslagervolumen for et lager Vlager v lager = Pel, ref = P ⋅ ( k k lagerprisandel ⋅ Celektrolyse + 1) ⋅ c ⋅ LHV el, ref lagerpris brintlager Hvis lagertrykket antages at være 100 bar: ref brint ⋅ br int lager k ⋅ k η lagerprisandel p p ref lager−max/ min lager−max/ min elektrolyse ⋅ 43dage Ligning 8.16: Det specifikke gaslagervolumen for et lager på 100 bar k c k 1, 5 mio. kr lagerprisandel ⋅ elektrolyse lagerprisandel ⋅ MWe v lager = = ( k 1) c LHV p 2 0, 2 kr 10, 78 MJ 100bar lagerpris + ⋅ brintlager ⋅ brint ⋅ MJ 3 p ⋅ ⋅ ⋅ Nm ref 1bar 3 = k m lagerprisandel ⋅3479 MWe Det betyder, at hvis referenceelektrolyseanlægget er på 1 MWe og klagerprisandel = 1, vil lagerstørrelsen være ca. 3479 m 3 per lager. 8.2.1 Scenarie 1: Det teoretisk optimale scenarie Scenarie 1 beskriver det teoretisk optimale scenarie for et metanolanlæg med et elektrolyseanlæg, som benytter gaslagre til brint og ilt. Grunden til at det er et teoretisk optimum, som beregnes, er at driftsoptimeringen for et specifikt år, udføres på basis af el-priserne for det år - forstået på den måde, at man ved starten af året har kendskab til el-priserne resten af året. Ud over timedata for el-priserne benyttes dataene i Tabel 8.2 til at optimere antallet af driftstimer - og fordelingen af driftstimerne - for elektrolyseanlægget, således at de samlede omkostninger minimeres. De samlede omkostninger består af årlige omkostninger til el og D&V samt investeringen i elektrolyseanlæg og gaslagre. Proceduren bag optimeringen er: Ved et givent antal driftstimer per år for elektrolyseanlægget, fordeles disse i første omgang således, at elektrolyseanlægget kun er i drift ved de laveste el-priser. Dette medfører en ulige fordeling af driftstimerne henover året (se Figur 8.2), hvilket dermed kræver en hvis størrelse gaslagre. −1 71
- 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 and 68: 8.2 Scenarier Der er undersøgt 2 s
- Page 69: Ligning 8.5: Reference-el-omkostnin
- 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
- Page 119 and 120: 12. Metanolpris Metanolpriser fra M
Ligning 8.9: Sparede omkostninger i nutidsværdi<br />
Sparede omkostninger i nutidsværdi<br />
⎛<br />
⎛<br />
⎜<br />
⎛ x ⎞<br />
( c − ) ⋅ − ⎜ ⋅⎜<br />
− ⎟ +<br />
i=<br />
levetid el,<br />
år cel<br />
E el Celektrolyse<br />
1 C<br />
⎜<br />
⎝ ⎝ Driftstimer<br />
⎠<br />
= ∑ ⎜<br />
i<br />
i=<br />
1 ⎜<br />
( 1+<br />
r)<br />
⎜<br />
⎝<br />
⎛ ⎛ x ⎞ ⎞<br />
− ⎜C<br />
elektrolyse<br />
⋅ ⎜ −1⎟<br />
+ Clagre<br />
⎟<br />
⎝ ⎝ Driftstimer<br />
⎠ ⎠<br />
Tilbagebetalingstiden regnet i nutidsværdi findes ved at sætte ”Sparede omkostninger<br />
i nutidsværdi” = 0 <strong>og</strong> så bestemme parameteren ”levetid”, som i dette <strong>til</strong>fælde vil<br />
være lig ”<strong>til</strong>bagebetalingstiden regnet i nutidsværdi”.<br />
De specifikke referenceomkostninger på 31,3 mio. kr/MWe for det fiktive år (Ligning<br />
8.2) benyttes <strong>til</strong> normering <strong>af</strong> de sparede omkostninger beregnet ud fra Ligning 8.6 <strong>og</strong><br />
Ligning 8.9 i resultatdelen, for lettere at kunne relatere <strong>til</strong> størrelserne.<br />
For at kunne forholde sig <strong>til</strong> omkostningerne <strong>til</strong> gaslagrene defineres parameteren<br />
klagerprisandel, som den samlede gaslagerpris delt med prisen for<br />
referenceelektrolyseanlægget:<br />
Ligning 8.10: Lagerprisandelen<br />
Clagre<br />
k lagerprisandel<br />
=<br />
C<br />
elektrolyse<br />
I forbindelse med benyttelsen <strong>af</strong> gaslagre defineres en række parametre, som benyttes<br />
senere i rapporten:<br />
Ligning 8.11: Energiindholdet i brintlageret<br />
E br int lager =<br />
k<br />
Clagre<br />
+ 1 ⋅ c<br />
( lagerpris ) br int lager<br />
Ligning 8.12: Det specifikke energiindhold i brintlageret<br />
E br int lager<br />
e br int lager = =<br />
P P ⋅ k<br />
Clagre<br />
+ 1 ⋅ c<br />
k<br />
=<br />
lagerprisandel<br />
2 ⋅ 0,<br />
2<br />
el,<br />
ref<br />
⋅1,<br />
5<br />
mio<br />
kr<br />
MJ<br />
. kr<br />
MWe<br />
el,<br />
ref<br />
= k<br />
=<br />
lagre<br />
lagerprisandel<br />
⎞<br />
⎟ ⋅ r<br />
⎠<br />
⋅ c<br />
D&V<br />
⎞<br />
⎟<br />
⎟<br />
⎟<br />
⎟<br />
⎠<br />
elektrolyse<br />
( lagerpris ) br int lager ( k lagerpris + 1)<br />
⋅ c br int lager<br />
lagerprisandel<br />
⋅1042<br />
MWh<br />
MWe<br />
Ud fra dette kan det beregnes, hvor lang tid et fyldt lager kan forsyne<br />
<strong>metanolanlæg</strong>get med gas:<br />
k<br />
70
Change language