Det danska bränslecellsprogrammet

Transkript

1 Det danska bränslecellsprogrammet Mikael Näslund, DGC

2 Översikt Vad är DGC? Allmänt om bränsleceller och vätgas i Danmark Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark DGC:s internationella aktiviteter inom mikrokraftvärme Dansk mikrokraftvarme - Mål och teknologier - Resultat och status Avslutande ord

3 Vad är DGC? DGC är en konsult- och utvecklingsfirma inom energi och miljö med fokus på gasanvändning. DGC bildades 1988 av de danska gasföretagen. DGC arbetar huvudsakligen med naturgas, stadsgas, gasol, biogas och vätgas, men också med kombinationer av gas och förnybar energi 35 anställda i Hørsholm och i Ålborg

4 Bränsleceller och vätgas i Danmark Offentligt stöd för vätgas och bränslecellsutveckling i Danmark Mio. DKK/år Brint Kilde: Energistyrelsen

5 Partnerskab for brint og brændselsceller Sammanslutning av danska intressenter från myndigheter till företag med syfte att främja utvecklingen av vätgas och bränsleceller i Danmark. Resultat av nationell strategi. En rad strategidokument med tidplaner och road map, bl a - Vätgasstrategi (2005) - Elektrolysstrategi (2009) - PEM-strategi (2009) - SOFC-strategi (2010)

6 Denmark Finland Netherlands Latvia Czech Republic Hungary Germany Turkey Poland Japan Slovakia Portugal Austria India Canada South Africa Estonia WORLD Chile China South Korea Lithuania Mexico Uruguay Luxembourg Greece Spain Belgium Italy UK Sweden Slovenia Indonesia Uganda Australia France US Thailand Brazil Ireland Argentina Decentralized energy share of power generation (%) I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark Kraftvärmeproduktion i Danmark och andra länder Kvarvarande potential finns som mikrokraftvärme och i industrin Dansk utveckling och kompetens finns

7 Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark Årsproduktion för ett mikrokraftaggregat i ett småhus kwh uppvärmning, 5000 kwh varmvatten, 5000 kwh el El/värme = 2. Baserat på 15-minutersdata. Värmestyrd drift. El Värme Effekt (kw) Elprod (kwh/ år) El till huset (kwh) Andel av elbehov (%) Export (kwh) Prod. (kwh/ år) Andel av uppv. (%) Drifttid (h) Fullast tid (h) Baslast 1, Lastfölj ande 3, Dansk teknisk potential: 1100 MW

8 Nya gasapparater Gasdriven mikrokraftvärme är en av flera gasbaserade teknologier för bostäder och lokaler som är aktuella nu. - Mikrokraftvärme (bränsleceller, Stirlingmotorer och förbränningsmotorer). Reducerad primärenergianvändning. - Gasdrivna värmepumpar - Gas + solenergi - Hybridlösningar, t ex gaspannor och elektriska värmepumpar

9 Exempel på DGC:s internationella aktiviteter inom mikrokraftvärme Cogen Europe Micro CHP platform IGU, GERG, Marcogaz Ecodesigndirektivet Kommunikation, information Informationsspridning om mikrokraftvärme Gemensamt arbete mellan gasföretag och -organisationer Analys av modeller

10 Dansk mikrokraftvarme Ett av flera danska arbeten med bränsleceller Mål och tidplan Teknologier och systemlösningar Resultat och status

11 Dansk mikrokraftvarme Mål och Tidplan Nationellt demonstrationsprojekt med syfte att föra dansk bränslecellsteknologi nära en kommersiell nivå Enfamiljshus är primära marknaden 3 faser: produktutveckling, laboratorietest, fältförsök Proof of concept Fas 1 Inledande fältförsök Fas 2 Slutliga fältförsök Fas Her skriver du præsentationens titel i masteren

12 Dansk mikrokraftvarme - Teknologier LT-PEM för vätgas HT-PEM för naturgas. I malpåse efter inledande test, ersatt av LT-PEM med naturgas SOFC för naturgas, CPO och prereformer som alternativ Samtidig utveckling av värmelager, inverter, styr- och kommunikationssystem

13 Dansk mikrokraftvarme - Systemlösningar LT-PEM, vätgas Vätgasproduktion i en elektrolysör, litet vätgasnät (Vestenskov, Lolland) LT-PEM och SOFC, naturgas Södra Jylland Totalt omkring 80 bränsleceller i fältförsöken

14 Projektdeltagare Topsoe Fuel Cells Utveckling av SOFC-stackar (PowerCore) IRD Fuel Cells Utveckling av LT-PEM-system för vätgas Dantherm Power Bygger system med LT-PEM för naturgas och SOFC DGC Laboratorietester, CE-märkning, systemaspekter, utvärdering av data från fältförsök COWI Allmänna studier av mikrokraftvärme DONG Energy, SEAS NVE, Sydenergi Värdar för fältförsök, nätföretag Finansiering Projektdeltagarna och danska staten

15 Projektets geografi Solar Inverters Sønderborg Lolland Her skriver du præsentationens titel i masteren

16 LT-PEM Vestenskov - Vätgas Elektrolysör 2 10 Nm 3 /h Stålrör, ca 500 m, 4 bar

17 LT-PEM Vestenskov Felkällor, fas II Energilager Övrigt Stack Lolland LT-PEM Styrning, Kommunikation Japanska LT-PEM-projektet

18 LT-PEM Vätgas Fas III Bränsle H 2 Effekt brutto (kw) 1,5 Intern el (W) 74 Värmeeffekt (kw) 1,6 Antal celler 47 Strömstyrka (A) 55 Total vikt, exkl inverter (kg) 50 Elverkningsgrad brutto (%) Elverkningsgrad, netto (%) Termisk verkningsgrad (%) Total verkningsgrad (%) 46,6 44,3 48,1 92,5

19 LT-PEM Vätgas Fas III Tidiga fältresultat Från installation i december 2010 till 20 februari 2011 Bränsle H 2 Drifttimmar 386 Eleffekt medel (kw) 1,36 Elproduktion (kwh) 525 Värmeproduktion (kwh) Elverkningsgrad, netto (%) Total verkningsgrad (%) ,2 86,2

20 LT-PEM för naturgas status Ursprungliga planerna var HT-PEM, men tveksamheter om hållbarheten ändrade planerna till LT-PEM Balance of Plant-komponenterna kunde användas i stor utsträckning Dagens LT-PEM har cellstack från Ballard, reformer från Japan Projektmål, fas 3 Bränsle Naturgas Eleffekt (kw) 1,0 Elverkningsgrad (%) 35 Total verkningsgrad (%) CE-märkning vid DGC, 2011 Livstid efter fas 3 (h)

21 SOFC för naturgas status Två utvecklingsspår enligt planerna, CPO och prereformer - CPO lämnat idag - Koncentration på preformer SOFC i dag i DGC:s laboratorium för CE-märkning

22 Systemsyn några energiförluster Värmelager Värmeför lust/el till pumpar (W) Tid (h) Årlig energiför -lust (kwh) Andel av el/värme (%) Minskad verknings grad (%) ,7 5, ,5 8,7 Cirkpump ,5-4,8 0,7-1, ,5-14,5 2,2-4,3

23 Avslutande ord Utveckling av bränsleceller tidskrävande Kostnadsreduktion viktig, livslängd ännu osäker Mycket viktigt med prov i verkligheten Systemintegrationen extremt viktig, minimera värmeförluster. Gemensamt för många nya teknologier med bl a förnybar energi. Länkar: Dansk mikrokraftvarme Partnerskabet for brint og brændselsceller Dansk Gasteknisk Center