Bioenergi för värme och elproduktion i kombination

Transkript

1 Bioenergi för värme och elproduktion i kombination Johan.Hellqvist@entrans.se CEO El, värme eller kyla av lågvärdig värme

2 Kan man göra el av varmt vatten? Min bilmotor värmer mycket vatten,för inte tala om pappersbruk. Vore fint om jag kunde få el från mina solfångare? Min värmepump gör ju värme av el, om jag kör min värmepump baklänges borde inte solvärmen bli el då? Solel på sommaren och jordvärme på vintern Mitt fjärrvärmerk då Borde man inte kombinera el och värmeproduktion?

3 FlexiGen Värme 55C-220ºC El- kraftverk 5-20% el Växla driftfall för 8700 årsdriftstimmar 3 för priset av 1 Värme- pump Kyl- maskin ºC 3 bars ånga Tre enheter i en Kan dynamiskt växla driftfall Värmedriven kyla

4 Entrans Sammanfattning Produkter som förädlar värme till elektricitet, bättre värme eller kyla för energi-, industri- och shippingbolag Patenterade tekniken är en variant av ORC-cykeln (Organic Rankine Cycle) kombinerad med värmepumpcykeln 5-20% elektricitet kan utvinnas ur C värme. Kyla under 0 C och värme till 140 C Företagets första produkt FlexiGen är testad hos Fortum Värme som pilot med gott resultat. Ny design med mindre referensanläggning färdig. Entrans produkterna genererar från kWel eller 0,250 3,5 MW värme/kyla

5 Entrans Produkter FlexiGen kw el kw värme/kyla FlexiGen EOS Unikt systemkonfigureringsverktyg utarbetat under 10 år kw el MW värme/kyla FlexiGen kw el MW värme/kyla Konfigurerbar design Optimalt i målsystemet FlexiGen X (referensanläggning) 5-10 kw el 5-80 kw värme/kyla Tillgänglig mars-12 Kvalitetskomponenter Samma komponentfamiljer för alla produkter

6 Kraftproduktion Q H Q T Kraft-verk C H T C W W Ångmaskin (vatten), Kärnkraftverk (vatten) FlexiGen/ORC (köld-medie) T H T C

7 Värmepump / Kylmaskin Q C Q H Kylmaskin/ T H Värmepump T C W Värmepump T C => T H Kylmaskin T H => T C Q H,T H Q C, T C W

8 Processen i FlexiGen ORC-Elkraftverk Värme o C tillförs förångaren och förvärmaren. Lösninger med två olika organiska vätskor. Optimera mot olika temperatur områden. Kylvatten används för kylning av kondensorn. Temperaturdifferensen över expandern avgör kraftutbytet. Kylvattentemperaturen har stor betydelse för verkningsgraden. En ångturbin vid låga temperaturer FlexiGen kan även köras i «vänster varv» och fungerar då som en värmepump eller kylmaskin - patenterat

9 ORC vs. Värmepump/Kylmaskin Elkraft använder avgiven el- W Q H T H T H Q H W Flexi Gen (ORC) W Q C Q C T C T C Värmepump använder avgiven energi=> Q H vid T H Kylmaskin använder upptagen(/kyl-) energi => T C Q H, T H T H Q H W Flexi Gen (ORC) W Q C T C Q C T C

10 Energikvalité - Exergi Olika energiskällor har olika kvalité även om de innehåller lika mycket energi olika Exergi Elenergi har den högsta energikvalitén: 1,0 Mekanisk energi: <1,0 Kemisk Värmenergin i 300 C*: 0,49 Värmenergin i 100 C*: 0,21 Värmeenergi i 40C*: 0,06 1 kwh varmvatten är mindre värt än 1 kwh elenergi * Jämfört mot rumstemperatur 20 C

11 El-produktion Energikvalité El - 0,1 MW 1 100C vatten 1 MWh 75C vatten 0,9 MW

12 Värmepump Energikvalité El - 0, MW 1 75C vatten 1,0 MW 15C vatten 0,8 MWh

13 FlexiGen Omvandlar värme till elektricitet eller mekanisk kraft Avgiven värmeenergi Omvandlar elektricitet till en värme höjning resp. kyl sänkning Upptagen värmeenergi T 1, ø 1 Värmepump ORC-kraftverk Genererad el ΔT tillförd el Kylmaskin Upptagen värmeenergi T 2, ø 2 Avgiven värmeenergi Ett ORC-kraftverk genererar el från värmeenergi Värmekällans temperatur sänks och värmesänkans höjs Avgiven Värmeenergi = Upptagen Värmeenergi + genererade El Ju större T desto högre andel el (verkningsgrad) En värmepump omvandlar el till en värmehöjning resp. värmesänkning med en faktor kallad COP Andelen upptagen värmeenergi = COP * tillförd el COP blir högre desto mindre T

14 Vilken information behövs Initialt

15 Exempelapplikation: El-autonoma fjärrvärmnät El-autonomt fjärrvärmeverk Kapa spetsvärmen på vintern - 100% Biobränsle Fjärrvärmeverk - 100% Biobränsle Fjärrvärmeverk Oljepanna 92% Fjv-värme El-drift 8% EL 150% Fjv-värme Värme-drift - 10% EL COP: årsdrifttimmar Relativt liten investering ROI 1-3 år Enkel installation

16 maskin ORC- kraft Värm pump Kyl-