Vad är framtiden inom gasuppgradering? 2010-10-13
Vad är det som bestämmer hur framtiden skall gestalta sig?
Det är en intressant filosofisk fråga generellt!...men hur ser det ut för gasuppgradering?
Två nyckelfrågor: Hur skall gas användas i framtiden? Hur skall distribution av gas ske?
Några ord om uppgradering och dagsläget Uppgradering Fordonsbränsle 97 vol-% metan 3 vol-% koldioxid och luft Vatten -60 C i daggpunkt Några ppm luktämne Biogas 50-70 vol-% metan 30-50 vol-% koldioxid 1 vol-% kväve 3 vol-% vatten 0-4000 ppm v svavelväte
Uppgradering av biogas Det finns ett antal olika tekniska lösningar Vattenskrubber Nuvarande PSA Amintvätt Kryoteknik (kylning) Kommande Membran Enzymer
Uppgradering med tryckvatten Östersunds reningsverk
PSA-installation Wrams Gunnarstorp Foto: Staffan Ivarsson, E.ON Gas AB
Renad gas Koldioxid Kemisk absorption Kylare Kylare Skrubber (Absorption) Värmeväxlare Biogas Pumpar Stripper (Desorption) Fläkt Värme
Kryogen uppgradering, Acrion-Terracastus
Membranteknik Källa: Medal TM membrane systems for Biogas/Landfill gas, Air Liquide
Membranteknik Demonstrationsanläggning i Bruck/Leitha, Österrike, i drift sedan oktober 2007 Källa: 2nd Generation Biodesel and Biogas as a Fuel Research Activities of a Mineral Oil Corporation Walter Böhme, Head of Innovation OMV AG, Berlin, 27.11.2007
Uppgradering med enzymer Forskning pågår om möjligheter att härma kroppens avskiljning av koldioxid.
Gasanvändning El- och värmeproduktion gasmotor gasturbin bränslecell Fordon komprimerad gas flytande gas Naturgasersättning Vätgasproduktion
Kvalitetskrav på biogas som fordonsbränsle Svensk Standard, SS 15 54 38 Biogas som bränsle till snabbgående ottomotorer Egenskap Enhet Standard A Standard B Metaninnehåll vol-% 96-98 95-99 CO 2 +O 2 +N 2 vol-% < 4 < 5 O 2 vol-% < 1 Vatteninnehåll mg/nm 3 < 32 Daggpunkt C 5 C under tryckvattendaggpunkten vid högsta lagringstryck under lägsta månadsvisa dygnsmedeltemperatur för aktuell ort Svavel mg/nm 3 < 23 Totalhalt kväveföreningar (exklusive mg/nm 3 N 2 ) räknat som NH 3 < 20 Motoroktantal (MON), min 130
Kvalitetskrav på biogas som fordonsbränsle Måste metanhalten vara över 95% för att det skall gå att köra ett fordon? Nej! Stationära motorer körs på biogas och deponigas som inte är uppgraderad. För småskalig uppgradering är det ett alternativ att göra processen enklare med lägre metanhalt i den färdiga gasen. Räckvidden försämras med lägre metanhalt.
Ett exempel på försök med småskalig vattenteknik JTM Invest AB, Jukkasjärvi Försök utförda under hösten 2007 Pump för samtidigt intag av biogas och vatten
Sammansättning av renad biogas: Metan (CH 4 ) 97 % Koldioxid (CO 2 ) 2 % Övrigt (luft) 1 % Värmevärde för biogas: 9,6 kwh/nm³ Sammansättning av naturgas: Metan (CH 4 ) 87 % Kolväten (C x H y ) 11 % Koldioxid (CO 2 ) 1 % Övrigt (luft) 1 % Värmevärde för naturgas: 11 kwh/nm³
Kondenserad biogas -LBG Kondensering Polering Vatten max 1 ppm CO 2 35-50 ppm H 2 S < 1 ppm LBG Cirka -160 C 1-8 bar Uppgraderad biogas 97-99,5 vol-% metan 0,5-3 vol-% koldioxid och luft Vatten -60-80 C i daggpunkt (0-10 ppm svavelväte)
Kondenserad biogas -LBG Källa: Hamworthy MiniLNG TM Technology Introduction for EGE, Asger 24.09.2009
Vätgas från biogas CH 4 + CO 2 + H 2 O H 2 Hur??? Reformering och skiftreaktion CH 4 + H 2 O CO + H 2 CO + H 2 O CO 2 + H 2
Distribution av metan - med fordon 30 000 Nm 3 som LBG med trailer max cirka 4 000 Nm 3 som CBG per lastbil vid 200 barg
Distribution av metan - med gasledning Det befintliga stamnätet för naturgas är dimensionerat för 80 bars tryck Gasledning finns på västkusten och i Småland I dagsläget är trycket cirka 60 bar Naturgasanvändningen är cirka 10 TWh/år
Bio-metan Metan kan framställas ur organiska ämnen genom: mikrobiell nedbrytning ( jäsning ) termisk sönderdelning (förgasning) Potential för produktion av bio-metan ur avfall: Jäsning Förgasning 15 TWh/år 60 TWh/år
Och så var det framtiden... I den första nyckelfrågan, hur gas skall användas, döljer sig också frågan om vilka energibärare som Sverige skall satsa på / använda i framtiden. Scenario A, gas förblir en nisch-produkt Scenario B, Sverige satsar på bio-metan
Scenario A, gas förblir en nisch-produkt : Gas produceras enbart mikrobiellt och i huvudsak i samband med avfallsbehandling. Uppgraderingstekniken fortsätter att vara småskalig och gas transporteras och används utan kondensering. Viss produktion av LBG sker, men för småskaliga applikationer fortsätter den att vara alltför dyr.
Scenario B, Sverige satsar på bio-metan: Gas produceras både mikrobiellt, från avfall och odlade grödor, och genom förgasning av trä (GROT) och lutar. Tyngre fordon använder LBG som bränsle och en hel del transporter sker som LBG. Uppgradering sker till stor del kryogent, eller med kemisk absorption och kondensering. Gasnätet byggs ut och blir ett biogasnät med mindre inblandning av naturgas?
Till sist... ber jag att få citera en vis människa: Det är svårt att sia, i synnerhet om framtiden
Tack för uppmärksamheten anders@biomil.se 0703-172599