Vätgas och/eller syntetisk metan genom Power to Gas Studier kring drivmedelsförsörjning i Östersunds kommun Farzad Mohseni Östersund, 2014-11-18
Disposition Alternativa drivmedel Vätgas Syntetisk metan Vätgasinblandad metan CCR kontra CCS Energisystemet i Östersund Slutsats Rekommendationer
Bakgrund Green Highway Samarbete mellan Sundsvall, Östersund och Trondheim. Finansieras av Interreg Sverige-Norge samt ett 30-tal partners Ökar tillgängligheten på hållbart sätt Olika förnybara drivmedelsslag som exempelvis el, biogas, E85, Biodiesel etc.
Fossilfria transporter i Östersunds kommun Inom organisationen finns höga mål om att uppnåfossilfrihet till 2020 För Östersund som geografiskt område eftersträvas fossilfrihet till 2030 El ses som en viktig möjlighet och satsningar har gjorts i bland annat elbilar inom kommunen Bland annat finns en biogasstrategi samt Agenda 21 för år 2040, där biogas och vätgas finns som alternativ. HCNG ses som ett intressant komplement där utvecklingen följs från kommunhåll
Produktion av vätgas Finns ett flertal framställningsmetoder Ångreformering av naturgas Biomassaförgasning Elektrolys Elektrolys av vatten mest lämpliga metoden Vätgas
Vätgas Behov Kommun och region har stort inflytande vid introduktion av ny teknik Kan bidra till drastiska ökningar av behovssituationen av vätgas Intressant elbalans i länet 14 TWh/år framställs varav stor del exporteras. I transporter används ca 1,5 TWh årligen
Vätgas -Exempelcase Antaganden Nyttjande av en av de största HRS påsvenska marknaden med kapacitet på 32 kg vätgas/h Timmar som tankning sker: Kl. 06:00-22:00 Vätgasbehov över året: 187 ton (drygt 6 GWh) Medelbehov under tankningstimmar: Ca 32 kg/h (antagen full beläggning) Antagen driftprofil elektrolysör: Ca 15h/dygn med 100 % effekt samt 9 h/dygn med 10 % effekt Verkningsgrad elektrolysör: 60 %
Vätgas -Exempelcase
Vätgas -Exempelcase
Vätgas -Exempelcase Möjliga lokaliseringar Gövikens reningsverk anslutningsmöjlighet till elnät Möjlig avsättning för värme Kan kombineras med befintlig biogasstation för att få en multifuel -mack Torvalla med gasmotor el samt värmeavsättning Lugnvik med KVV Liknande förutsätningar som Torvalla Sammanfattning Grov uppskattning påinvesteringskostnad: 20 MSEK (exkl lager)
Biogas -Nuläget Uppgradering och lager Rötkammare
Biogas Nuläget 2009 2010 2011 2012 2013 Jan 175 287 340 335 397 Feb 170 300 348 342 396 Mar 246 321 321 362 416 Apr 237 313 274 356 368 Maj 241 353 312 396 65 Jun 255 342 284 361 164 Jul 329 323 296 327 402 Aug 249 314 283 331 427 Sep 254 350 320 342 488 Okt 318 289 297 377 454 Nov 289 313 318 353 488 Dec 300 332 313 369 453 Summa (MWh) 3064 3839 3706 4252 4519
Biogas Nuläget I Östersund körs kring 300 biogasfordon som förbrukar ca 4,5 5 GWh biogas 2016 ytterligare 30 biogasbussar för stadstrafik enligt biogasstrategin (idag används andra alternativ) Ger ytterligare behov på 7,5 GWh
Power to Gas O₂ + - H₂ H CO₂ H H C H
Reaktionen CO₂+ 4H₂ CH₄+ 2H₂O + värme 15
Biogaspotential med Power to Gas Med Power to Gas +70% Befintlig potential
Power to Gas Exempelcase Indata och antaganden Produktion av uppgraderad biogas (antaget för 2014): 500 000 Nm 3 Tillgänglig mängd koldioxid: 330 000 Nm 3 Motsvarar drygt 38 Nm 3 /h kontinuerligt Vätgasbehov över året: 1,33 MNm 3 Ca 4 GWh Vätgasbehov per timme: Ca 13,5 kg/h Antagna produktionstimmar/dygn: Ca 17 h 100 % effekt, 7 h 10 % effekt Verkningsgrad elektrolysör: 60 %
Power to Gas Exempel
Power to Gas Exempel Möjliga lokaliseringar Gövikens reningsverk med anslutningsmöjlighet till elnät samt möjligavsättning för värme tack vare tidigare värmepump i området Kompatibelt med befintlig biogasanläggning, finns redan biogaslager samt samt tankstation Torvalla med gasmotor el samt värmeavsättning Lugnvik med KVV Liknande förutsätningar som Torvalla Sammanfattning Produktionsökning av metan med ca 3,3 GWh (Ger totalt 8,3 GWh) Grov uppskattning påinvesteringskostnad för huvudkomponenter: Ca 20 MSEK
HCNG Vätgasinblandad metan HCNG innebär ca 5 20% vätgas i metan Möjliga fördelar ur förbränningssynpunkt dåvätgas har snabbare förbränningshastighet Lägre koldioxidutsläpp per energienhet i avgaser
HCNG Kan användas i de flesta bilmotorer Rundringning till flertalet stora biltillverkare Inga garantier för deras motorer Rimligen kort introduktionstid FoU inom HCNG bland flera tillverkare För Östersund skulle presenterade lösningar för vätgas och biogas även kunna tillämpas för HCNG-produktion
CCR CCS
Principer CO2-infångning
CCR Naturliga källor för CO2 är från biogasproduktion finns CO2 och metan Begränsad mängd Nyttjande av förbränningsprocesser mycket stor ökning av tillgång på koldioxid Ex. Jämtkrafts torvförbränning
Östersunds energisystem
Energisystemet Goda integrationsmöjligheter för både vätgas och syntetisk metan i energisystemet Möjlighet med avsättning för restprodukter hög totalverkningsgrad i processerna Elförbrukning 2012 låg påca 0,2 TWh jfrt med 14 TWh produktion Jämtkraft har stora satsningar påvindkraft kan försvåra reglering
Slutsatser Östersunds kommun fördelaktigt för elektrobränslen Stor andel förnybar el Stora ambitioner för förnybara drivmedel i Östersund Östersund ligger strategiskt och kan utgöra en viktig länk i exempelvis en nationell vätgasinfrastruktur Power to Gas goda produktionsförutsättningar Kort introduktion av drivmedlet då det redan används Stort biogasbehov från 2016 och framåt HCNG kan ta rygg påom vätgas eller syntetisk metan ska exploateras
Rekommendationer Introduktion av vätgas som drivmedel Östersund intrssant läge för försörjning av vätgas i sträckan Sundsvall och Trondheim Skulle vara intressant att ta fram affärsmodeller och möjliga business-case för vätgas Identifiera eventuella problem för att uppnålönsamhet ta fram åtgärdsförslag för riktade insatser
Rekommendationer Power to Gas Göviken Ökat behov av biogas närmaste åren Behövs satsningar i produktionssidan Utredning om pilot i anslutning till Göviken Innehåll bland annat: fysiska förutsättningar, säkerhetsaspekter, affärsmodeller, ekonomiska aspekter innefattande detaljerad investeringskostnad, drift-och underhållskostnader, intäktsberäkningar känslighetsanalyser m.m. Resultat Underlag för utveckling av biogasproduktion i Östersund Koldioxidåtervinning i KVV Nyttjandet av CO2 ett varv till har klimatnytta Utreda hur CCR genom PtG skulle uppfattas ur klimatperspektiv Fler bränslen än metan på frammarsch t.ex metanol Frågan om CCR kommer bli mer relevant Myndigheter borde rimligen vara intresserade (tex STEM) tillsammans kommun och energibolag
Tack för uppmärksamheten!! Frågor?