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

27.07.2013 Views

forgasseren typisk vil være den dyreste komponent i et sådan anlæg, vil reduktionen i antallet af driftstimer for de øvrige komponenter til metanolproduktion ikke påvirke anlægsøkonomien voldsomt. Endelig behøves antallet af driftstimer for elproduktionsdelen ikke være stort, før der kan opnås god økonomi (jævnfør et spidslastkraftværk). Der bliver i øjeblikket skrevet eksamensprojekt om denne anlægskombination på MEK-DTU af Alvise Valenti. 98

9 Konklusion I den første del af rapporten blev en model af et metanolanlæg designet ud fra optimal energiudnyttelse og økonomi. Anvendelsen af vedvarende energikilder til metanolproduktionen var desuden et centralt element i anlægsdesignet. Der blev undersøgt 6 forskellige anlægskonfigurationer, med hver sin syngasproduktionsmetode – hver i sær baseret på en kombination af de 4 exergikilder: elektricitet, biomasse, naturgas og biogas. Det blev vist at den højeste metanolexergivirkningsgrad på 74 % blev opnået for anlæg nr. 5, men kun anlæg nr. 6, som udelukkende benyttede el som exergikilde, havde en signifikant lavere metanolexergivirkningsgrad på 67 %. Ved at udnytte spildvarmen fra metanolanlægget til fjernvarmeproduktion blev energiudnyttelsen øget betydeligt, samtidig med at metanolomkostningerne blev reduceret. Den laveste specifikke metanolomkostning på 95 kr/GJex blev opnået for anlæg nr. 3, som benyttede forgasning af biomasse med efterfølgende udvaskning af CO2 fra forgasningsgassen. Den specifikke metanolomkostning for en række af anlægskonfigurationerne kunne derfor konkurrer med den kommercielle metanolpris (142 kr/GJex) og benzinprisen inkl. afgifter (187 kr/GJex). Det blev desuden vist, at en afgiftslettelse på elektriciteten ville betyde en betydelig reduktion af metanolomkostningen, idet 39-84 % af de samlede omkostninger for de 6 anlægskonfigurationer var til elektricitet. I den anden del af rapporten blev det vist, at det var økonomisk fordelagtigt at benytte underjordiske gaslagre til brint og ilt i et buffersystem - i forbindelse med et elektrolyseanlæg i et metanolanlæg. Omkostningerne blev reduceret ved kun at have elektrolyseanlægget i drift, når elprisen var lav, mens det resterende metanolanlæg var i drift året rundt. Ud fra simuleringer baseret på el-priserne for DK-VEST for 2000-2006 og en kalkulationsrente på 5 % blev den største besparelse opnået ved ca. 5000 driftstimer per år for elektrolyseanlægget. Besparelsen var op til 10,5 % og i gennemsnit 6,1 % ved 5000 driftstimer. Disse besparelser var tæt på det teoretisk maksimale for de undersøgte el-priser. De teoretisk maksimale besparelser var op til 11,5 % og i gennemsnit 7,7 % ved 5000 driftstimer. De største besparelser blev opnået for de el-priser, som havde den største spredning. Endeligt blev det konkluderet, at der er egnede lokationer for underjordiske gaslagre til brint og ilt i Danmark. 99

9 Konklusion<br />

I den første del <strong>af</strong> rapporten blev en model <strong>af</strong> et <strong>metanolanlæg</strong> designet ud fra optimal<br />

energiudnyttelse <strong>og</strong> økonomi.<br />

Anvendelsen <strong>af</strong> vedvarende energikilder <strong>til</strong> metanolproduktionen var desuden et<br />

centralt element i anlægsdesignet.<br />

Der blev undersøgt 6 forskellige anlægskonfigurationer, med hver sin<br />

syngasproduktionsmetode – hver i sær baseret på en kombination <strong>af</strong> de 4 exergikilder:<br />

elektricitet, biomasse, naturgas <strong>og</strong> bi<strong>og</strong>as.<br />

Det blev vist at den højeste metanolexergivirkningsgrad på 74 % blev opnået for<br />

anlæg nr. 5, men kun anlæg nr. 6, som udelukkende benyttede el som exergikilde,<br />

havde en signifikant lavere metanolexergivirkningsgrad på 67 %.<br />

Ved at udnytte spildvarmen fra <strong>metanolanlæg</strong>get <strong>til</strong> fjernvarmeproduktion blev<br />

energiudnyttelsen øget betydeligt, samtidig med at metanolomkostningerne blev<br />

reduceret.<br />

Den laveste specifikke metanolomkostning på 95 kr/GJex blev opnået for anlæg nr. 3,<br />

som benyttede forgasning <strong>af</strong> biomasse med efterfølgende udvaskning <strong>af</strong> CO2 fra<br />

forgasningsgassen.<br />

Den specifikke metanolomkostning for en række <strong>af</strong> anlægskonfigurationerne kunne<br />

derfor konkurrer med den kommercielle metanolpris (142 kr/GJex) <strong>og</strong> benzinprisen<br />

inkl. <strong>af</strong>gifter (187 kr/GJex).<br />

Det blev desuden vist, at en <strong>af</strong>giftslettelse på elektriciteten ville betyde en betydelig<br />

reduktion <strong>af</strong> metanolomkostningen, idet 39-84 % <strong>af</strong> de samlede omkostninger for de 6<br />

anlægskonfigurationer var <strong>til</strong> elektricitet.<br />

I den anden del <strong>af</strong> rapporten blev det vist, at det var økonomisk fordelagtigt at benytte<br />

underjordiske gaslagre <strong>til</strong> brint <strong>og</strong> ilt i et buffersystem - i forbindelse med et<br />

elektrolyseanlæg i et <strong>metanolanlæg</strong>.<br />

Omkostningerne blev reduceret ved kun at have elektrolyseanlægget i drift, når elprisen<br />

var lav, mens det resterende <strong>metanolanlæg</strong> var i drift året rundt.<br />

Ud fra simuleringer baseret på el-priserne for DK-VEST for 2000-2006 <strong>og</strong> en<br />

kalkulationsrente på 5 % blev den største besparelse opnået ved ca. 5000 driftstimer<br />

per år for elektrolyseanlægget. Besparelsen var op <strong>til</strong> 10,5 % <strong>og</strong> i gennemsnit 6,1 %<br />

ved 5000 driftstimer.<br />

Disse besparelser var tæt på det teoretisk maksimale for de undersøgte el-priser. De<br />

teoretisk maksimale besparelser var op <strong>til</strong> 11,5 % <strong>og</strong> i gennemsnit 7,7 % ved 5000<br />

driftstimer.<br />

De største besparelser blev opnået for de el-priser, som havde den største spredning.<br />

Endeligt blev det konkluderet, at der er egnede lokationer for underjordiske gaslagre<br />

<strong>til</strong> brint <strong>og</strong> ilt i Danmark.<br />

99

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!