Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø

Transkript

1 Naturstyrelsen Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Fase 1 - Idékatalog Juli 2011

2 COWI A/S Parallelvej Kongens Lyngby Telefon Telefax Naturstyrelsen Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Fase 1 - Idékatalog Juli 2011 Projektnr. Dokumentnr. Version Udgivelsesdato 13. juli 2011 Udarbejdet Kontrolleret Godkendt TEP /PEWE/JARU TEP TEP

3 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 1 Indholdsfortegnelse 1 Introduktion Baggrund Idébeskrivelser Læsevejledning 5 2 Generelle tendenser og udfordringer Metoder til forøgelse af energieffektiviteten Metoder til øget indpasning af vedvarende energi 7 3 Erfaringer med VE-baseret energiforsyning fra andre ø-samfund Samsø Ærø Utsira En række græske øer 11 4 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Produktion af brændsler Biodiesel / rapsolie Biogas Brint Forgasningsgas Pyrolysegas 20 5 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Produktion af el og varme Brændselsceller, brint og biogas Bølgekraft Elpatron Kedel, biogas og forgasningsgas Kedel, flis Motor, (bio)diesel Motor, (bio- og forgasnings)gas 31

4 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Motor, Stirlingmotor ORC-anlæg (Organic Rankine Cycle) Solceller Solvarme Varmepumpe, gasdreven Varmepumpe, jord-til-vand (jordvarmeanlæg) Varmepumpe, luft-til-luft Varmepumpe, luft-til-vand Varmepumpe, vand-til-vand Varmepumpe, varmedreven Vindmølle, husstandsmølle Vindmølle, stor skala 52 6 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Distribution og lagring Batterier Brintlager Fjernvarme, (lavtemperatur) Pumpekraft Varmelagre, sæsonlagre Trykluftslager, CAES 62 7 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Forbrug Elbesparelser til belysning Generel efterisolering Nye vinduer, eventuelt renovering, for at bevare udtrykket i bygningen Pumper Styring af varmeanlæg Teknisk isolering Tætning af klimaskærmen Vakuumisolering i bygninger Varmeinstallationer, inklusive varmt brugsvand Ventilationsløsninger Ventilationsvindue 80 8 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Transport (Bio)gasbiler m.v Brintbiler m.v Elbiler Elfærge 86

5 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 3 9 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Øvrige Brugeradfærd Driftsovervågning og energistyring Færge til varmeproduktion samt el-backup Kulstoflagring 93

6 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 4 1 Introduktion 1.1 Baggrund Livø, som er beliggende i Limfjorden, er ejet og drevet af Naturstyrelsen (NST). Formålet med NST's drift af øen er at bevare den værdifulde natur i henhold til fredningsbestemmelserne og nationale og internationale naturbeskyttelsesregler. Naturstyrelsen gennemfører i 2011 forprojektet "Grøn Livø - et bæredygtigt kulturmiljø". Det samlede forprojekt skal undersøge, hvordan Livøs unikke bygninger, deres kulturhistoriske værdier og arkitektoniske kvaliteter i fremtiden kan danne ramme om en bæredygtig energioptimering og -forsyning på øen. Forprojektet skal analysere øens erhvervs- og turismemæssige potentialer, øens energi- og miljømæssige muligheder og samtænke fremtidens energiforsyning med øens karakteristiske og bevaringsværdige bygninger. Tiltagene skal være forenelige med de for øen gældende fredningsbestemmelser, øens unikke frie landskab, de stort set uforurenede og uforstyrrede jordlag, den naturnære skovdrift og den økologiske landbrugsdrift. Forprojektet har baggrund i: At øen står over for den udfordring at skulle forny sin elforsyning, som ikke er koblet til det øvrige elnet på fastlandet. At bygningernes standard og stand ikke i længden gør dem egnede til den nuværende og antageligvis også fremtidige anvendelse. At der er behov for at sikre den fortsatte anvendelse af øen og udvikle en anvendelse af bygningsmassen, herunder den del, der står tom uden for turistsæsonen. Naturstyrelsen har indgået et samarbejde med Dansk Bygningsarv, som er hovedrådgiver på projektet. Naturstyrelsen har endvidere indgået et samarbejde med COWI, der som energirådgiver på projektet varetager følgende delopgaver: Fase 1 - Udarbejdelse af idékatalog.

7 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 5 Fase 2 - Opstilling af to bæredygtige energiforsyningsløsninger, bl.a. baseret på kortlægning af nuværende stof- og energistrømme. Fase 3 - Redegørelse for projektets økonomiske konsekvenser. Fase 4 - Formidling, herunder udgivelse af artikel i relevant fagblad. Denne rapport indeholder idékataloget, der er udarbejdet som en del af projektets fase Idébeskrivelser Kataloget indeholder beskrivelse af en række energitiltag, som eventuelt kan indgå i energiløsningen på Livø. Tiltagene vedrører først og fremmest energiproduktion, energidistribution og lagring samt energiforbrug. Dog er transport samt en række øvrige idéer/teknologier også kort berørt. De enkelte idéer/teknologier er som udgangspunkt beskrevet ud fra følgende parametre: Evne til at formidle "Grøn Livø". 1.3 Læsevejledning Afsnit 2 i idékataloget indeholder en kort gennemgang af tendenser og udfordringer i energisektoren i øjeblikket, herunder især udfordringerne forbundet med at reducere mængden af drivhusgasser og som et middel hertil at indpasse store mængder vedvarende energi. Afsnit 3 redegør for en række energitiltag på andre ø-samfund i Danmark og i udlandet. Endelige indeholder afsnit 4 til 8 selve beskrivelsen af de identificerede elementer, hvoraf nogle vil indgå i energiforsyningsløsningen på Livø. Disse kapitler skal tjene til idégenerering, ligesom de også kan fungere som opslagsværk med henblik på at få information om de enkelte idéer/teknologier.

8 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 6 2 Generelle tendenser og udfordringer Energisektoren står i disse år over for to store udfordringer. Før det første skal den menneskeskabte globale opvarmning begrænses, hvilket kræver en reduktion i udledningen drivhusgasser, herunder CO 2. For det andet vil den globale vækst i de kommende årtier kræve markant større mængder energi, hvilket vil give knaphed i adgangen til de fossile brændsler, som i dag dækker hovedparten af samfundets energibehov. Nøglen til at imødegå disse udfordringer er dels at øge energieffektiviteten, så der samlet set bliver behov for mindre energi, dels at tilpasse energisystemet, så den energi, der er behov for, kommer fra diversificerede og vedvarende energikilder. I EU er det målsætningen, at 20 % af energiforbruget i 2020 skal komme fra vedvarende energi, samtidig med en reduktion af drivhusgasser på 20 % i forhold til niveauet i 1990 og en 20 % effektivisering i energiforbruget. Disse mål kaldes populært målene. I Danmark er det regeringens mål, at Danmark i 2050 er uafhængig af kul, olie og gas. Naturstyrelsens ønske om at etablere en bæredygtig energioptimering og -forsyning på Livø er således i meget fin tråd med de tendenser, der i øvrigt er i energisektoren for tiden. Afhængigt af valget af energiforsyningsløsninger, bl.a. afhængigt af mulighederne for tilskud, kan Livø eventuelt være med til at demonstrere nye og innovative energiteknologier, som kan bidrage til opfyldelsen af målsætningerne som angivet ovenfor. 2.1 Metoder til forøgelse af energieffektiviteten Energieffektiviteten kan øges i såvel produktionen, distributionen samt på forbrugssiden. På produktionssiden gælder det om at vælge energiteknologier, som medfører en høj energieffektivitet samlet set, dvs. ud fra en samlet system- og effektivitetsbetragtning. Det kan f.eks. være kraftvarmeteknologier, som producerer el og varme samtidigt (samproduktion), hvorved der er en betydelig synergieffekt sammenlignet med at producere el og varme separat. Det kan også være varmepumper, som effektivt producerer varme ved at nyttiggøre "gratisvarme" fra f.eks. jord eller havvand.

9 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 7 Metoder til forøgelse af energieffektiviteten på distributionssiden vedrører først og fremmest isolering af fjernvarmerør samt brug af pumper med lavt elforbrug. Yderligere vil en generel sænkning af temperaturniveauerne i nettet også bidrage til besparelser, såvel som mere effektiv drift af produktionsanlægget. På forbrugssiden er der en række muligheder for energibesparelser, både hvad angår elforbrug og varmeforbrug. Elforbruget kan typisk reduceres ved at vælge lavenergipærer, reducere standby-forbrug samt ved at anvende naturlig ventilation frem for mekanisk. Varmeforbruget kan reduceres ved hjælp af bygningsisolering samt varmegenvinding. Ved valg af det optimale niveau for varmebesparelser er det af afgørende betydning, hvordan varmen produceres. Hvis varmen produceres i samproduktion med el, og det ikke er muligt at reducere varmeproduktionen på grund af elbehovet, er det i nogle tilfælde overflødigt at iværksætte varmebesparelser, idet det blot vil betyde, at en større del af varmen skal bortkøles. I dag er det f.eks. sådan, at man på flere affaldskraftvarmeværker bortkøler varme om sommeren, fordi der her er overskud af varmeproduktion. 2.2 Metoder til øget indpasning af vedvarende energi Udfordringer ved VE-produktion Øget vedvarende energi kan bl.a. komme fra vindmøller, solceller, solvarme samt biomasse- og biogasteknologier. For en række vedvarende energiteknologier, herunder vindmøller og solceller, gælder det, at produktionen varierer i takt med, at vinden blæser, og solen skinner. Produktionen sker altså ikke nødvendigvis på samme tidspunkt som behovet er der, hvilket medfører nogle særlige udfordringer, afhængigt af om der er tale om varmeproduktion eller elproduktion. Andre VE-teknologier som f.eks. biomasse- og biogasteknologier har ikke det samme problem som vindmøller og solceller med, at de ikke kan reguleres. Et problem med disse teknologier kan dog være, at de producerer relativt meget varme i forhold til el, og at det derfor kan være vanskeligt at få en effektiv udnyttelse af den samlede produktion fra anlæggene, afhængigt af hvordan forbruget er sammensat Energilagring For varme gælder det, at produktionen relativt nemt kan lagres i en varmeakkumulator over kortere tid. Det er således muligt inden for dage og uger at producere varme på nogle tidspunkter og bruge varme på andre tidspunkter. Hvis man vil gemme varme længere tid, f.eks. varme produceret fra solvarmeanlæg om sommeren til om vinteren, er der behov for et sæsonvarmelager. Her er tek-

10 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 8 nologien mere ny og uafprøvet. Et af de største sæsonvarmelagre findes på Ærø. For elektricitet gælder det, at produktionen i de fleste tilfælde er langt dyrere og mere kompliceret at lagre. I det store sammenhængende system drages nytte af vandmagasinerne i Norge og Sverige, idet de fungerer som en slags indirekte ellagre. Men der er kun relativt få eksempler på egentlige ellagre rundt omkring, hvilket skyldes, at det er både en teknologisk og økonomisk udfordring at lagre el effektivt. Et eksempel på lagringsteknologi er pumpekraftanlæg, som forudsætter, at der er højdeforskelle i landskabet, som kan udnyttes. Et andet eksempel er batterier, men ofte er de dyre og har begrænset kapacitet og levetid. Endelig er et eksempel også omdannelse af el til brint, hvilket dog er forbundet med betydelige tab Det fleksible og intelligente elsystem I disse år er der meget fokus på at gøre elsystemet fleksibelt og "intelligent". Det handler bl.a. om at flytte elforbruget i tid, så det i højere grad falder sammen med tidspunkter for den VE-baserede elproduktion. Det elforbrug, som kan flyttes, er umiddelbart forbruget i varmepumper, elbiler samt køleskabe og frysere. Man taler også om installation af intelligente vaskemaskiner i husholdningerne, som kan vaske på det tidspunkt inden for et givet tidsrum, hvor det er mest hensigtsmæssigt for systemet at forbruge el, hvilket f.eks. kan være på tidspunkter med stor produktion fra vindmøller. På Livø forventes det umiddelbart ikke, at det ved hjælp af forbrugsstyring vil være muligt at flytte en ret stor del af elforbruget. Såfremt der implementeres en betydelig mængde vindmøller eller solceller på Livø, er der derfor behov for nogle ellagringsteknologier, hvilket f.eks. kan være batterier eller et højdelager. For batterier gælder det umiddelbart, at selvom det er en dyr og pladskrævende teknologi i det store system, så vil det være overkommeligt i et mindre system som det på Livø Ø-drift Udfordringerne på en lille ø som Livø er på en måde større, end de er for det øvrige energisystem. I det store system drager man fordel af, at dele af elsystemerne kan hjælpe hinanden. F.eks. er den store andel af vindmøller i Danmark godt hjulpet på vej af mulighederne for at udligne ubalancer med nabolandene. På Livø er det nødvendigt at klare de forskellige udfordringer alene ved hjælp af øens egen forsyningsstruktur. I det store system kalder man den måde at drive/afprøve et system på for "ø-drift". Afhængigt af hvilke teknologier som vælges, kan Livø på den måde være med til at demonstrere nogle løsninger og muligheder, som der kan drages nytte af i det samlede system, idet muligheden for, at forskellige dele af det store system også kan køre ø-drift, er med til at sikre forsyningssikkerheden.

11 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 9 3 Erfaringer med VE-baseret energiforsyning fra andre ø-samfund I dette afsnit er nævnt et par eksempler på VE-baseret energiforsyning fra andre ø-samfund, herunder de to danske øer Samsø og Ærø. 3.1 Samsø Samsø blev i 1997 udnævnt til Danmarks Vedvarende Energi Ø. Målet var på 10 år at blive selvforsynende med vedvarende energi. I dag producerer øens landbaserede vindmøller en årlig mængde strøm svarende til hele øens elforbrug. Samsø har i modsætning til Livø eltransmissionsforbindelser til fastlandet. På vindstille dage har øen således mulighed for at "låne" strøm fra fastlandet. Modsat så sendes strøm fra Samsø til fastlandet på dage med stor produktion fra vindmøllerne. Foruden vindmøllerne har Samsø også en række fjernvarmeværker baseret på vedvarende energi. Midt mellem Nordby og Mårup ligger et solvarmeanlæg på m 2. Solvarmeanlægget er kombineret med et træflisfyr, og herudover ligger på den sydlige del af Samsø tre halmbaserede fjernvarmeværker. Uden for fjernvarmeområderne har mange private husstande udskiftet eller suppleret oliefyret med solvarmeanlæg, jordvarme og træpillefyr. Alt i alt kommer således cirka 70 % af varmeproduktionen fra vedvarende energikilder. På transportområdet eksperimenterer Samsø med el- og rapsbiler og holder et vågent øje med brintteknologien. Men for at kompensere for den olie, der i dag bruges i transportsektoren, samt også de 30 % af fjernvarmeforsyningen, som endnu ikke er baseret på vedvarende energi, er man ved at bygge 10 store havvindmøller syd for Samsø. Havvindmøllerne sender så meget overskudsenergi til fastlandet, at Samsø kan bryste sig af, at være 100 % CO 2 -neutral. Det er dog værd at bemærke, at Samsø kun er CO 2 -neutral qua dets interaktion med fastlandet, og fordi øens overskudsproduktion af vindmøllestrøm kompenserer for det olieforbrug, der er på øen. Hvis øen skulle være 100 % CO 2 -neutral uden interaktionen med fastlandet, herunder også gøre transportsektoren CO 2 - neutral, ville der være tale om en langt større udfordring. Både Samsø og flere udenlandske øer er med i projektet ISLE-PACT, som er støttet af EU. I alt er over 50 øer involveret. Formålet med projektet er at udarbejde lokale bæredygtige energiplaner samt identificere konkrete og realiserba-

12 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 10 re projekter, som kan bidrage til at opfylde kravet om en 20 % reduktion af CO 2 -emissionen i Ærø Ærø har gennem snart 30 år arbejdet aktivt for at fremme brugen af vedvarende energikilder. I dag kommer mere end 40 % af øens samlede energiforbrug fra sol, vind og biomasse, og på sigt er det målet, at Ærø kan blive selvforsynende med vedvarende energi. Øens fem vindmøller dækker i dag knap 60 % af det samlede elforbrug, og de tre fjernvarmeværker på øen er alle baseret 100 % på vedvarende energi fra sol, halm, bioolie og træpiller. På transportområdet er der derudover nogle få elbiler og nogle få biler, som kører på rapsolie. På Marstal Fjernvarmeværk, som er det ene af øens tre fjernvarmeværker, findes verdens største solvarmeanlæg med over m 2 solfangere, der leverer varme til Marstal by. Anlægget er kombineret med forskellige typer kort- og langtidslagre, herunder et m 3 damvarmelager, et m 3 sandlager og en m 3 stållagertank. 3.3 Utsira På den lille norske ø Utsira blev i 2004 til 2006 gennemført et demonstrationsprojekt, der omfattede et kombineret vind- og brintkraftværk. Øen er beliggende afsondret 18 kilometer vest for Haugesund og var derfor oplagt til demonstrationsprojektet. Figur 1 Projekt på Utsira, Tanken med projektet var at lagre overskudsenergien fra øens to 600 kw vindmøller som brint, der via en brændselscelle skulle omdannes til strøm, når det var småt med vind. Målet var at skaffe de 10 husstande på øen en stabil og sik-

13 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 11 ker strømforsyning baseret på vedvarende energi og samtidig gøre øen uafhængig af strøm fra fastlandet. Brændselscelleanlægget blev leveret af det danske firma IRD Fuel Cells. Det lykkedes imidlertid kun anlægget at producere i korte perioder i løbet af den samlede projektperiode på to år. Den installerede inverter (vekselretter) var beregnet til den strømkvalitet, der normalt kræves af nettet, og en sådan kvalitet kunne vindmøllerne ikke levere. Derfor kunne anlægget ikke fungere i ren ø- drift. Erfaringerne fra Utsira er dog sidenhen blevet brugt på Lolland, hvor der som en del af projektet Dansk Mikrokraftvarme opsættes en række mikrokraftvarmeenheder baseret på brændselsceller til erstatning for individuelle oliefyr. 3.4 En række græske øer For mange græske øer gælder det, at de ikke har nogen forsyningsledning fra fastlandet og at elforsyningen er baseret på en lokal dieselgenerator, eventuelt suppleret med strøm fra vindmøller og/eller solceller. I forbindelse med flere af øerne er der projekter i gang vedrørende yderligere udnyttelse af lokale VE-ressourcer. Det gælder f.eks. på øerne: Kythnos Kreta Agios Efstratios, Anafi og Megisti Dia Limnos. De løsninger, som mest er i fokus, er øget anvendelse af vindmøller og solceller i kombination med batterilagre. Batterilagrene skal kunne levere strøm på tidspunkter, hvor der ikke er produktion fra vindmøllerne og solcellerne, ligesom de også skal kunne varetage den nødvendige frekvens- og spændingsregulering. For nogle af øerne ses også på anvendelse af biomasse til produktion af varmt brugsvand.

14 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 12 Figur 2 Nuværende og fremtidig elforsyning, Kreta off-grid system

15 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 13 4 Mulige elementer i energiløsningen på Livø - Produktion af brændsler 4.1 Biodiesel / rapsolie Rapsfrøene presses normalt i en snekkepresse. Filtrering foretages på forskellig vis, f.eks. med membranfiltre, som anvendes til vinfremstilling og i mejerier. Olien kan også filtreres i en centrifuge eller blot ved bundfældning ved tyngdekraftens hjælp. Én hektar med raps producerer ca liter rapsolie, kg proteinrige foderkager og kg halm. Rapsolien kan eventuelt gennemgå en raffineringsproces, hvor glycerinen fjernes fra olien. Hermed får olien samme egenskaber som dieselolie og kan anvendes i almindelige dieselmotorer uden behov for ombygninger. Såfremt olien ikke gennemgår raffineringsprocessen, vil der være behov for en mindre ombygning af motoren. Når olien er raffineret, kaldes den for "biodiesel". Når der er tale om rapsolie, er teknologien til presning tilgængelig helt ned til små størrelser. Ved raffinering til biodiesel skal man nok op i større størrelser, før det er rentabelt. Ifølge Nordvestjysk Folkecenter er energiforbruget til konvertering af rapsfrø til vegetabilsk olie 13 %, dvs. der går 13 energienheder procesenergi til at fremstille 100 energienheder brændsel. Fra 3 kg frø får man 2 kg foderkage og 1 kg olie (ca. 1,1 liter). Tyske eksempler viser, at omkostningerne til presningen er ca. 1 kr./kg olie. Heri er inkluderet investering, arbejdsløn og procesenergi. Teknologien er fuldt kommercielt udviklet. Anvendelse af rapsolie i en dieselmotor medfører umiddelbart en dårligere forbrænding end anvendelse af dieselolie og dermed en højere partikelforurening. Anvendelse af biodiesel (dvs. raffineret olie) medfører samme partikelforurening som dieselolie. Anvendelse af såvel rapsolie som biodiesel produceret på rapsolie er CO 2 -neutralt. Produktion af rapsolie kan måske godt være en mulighed på Livø. Dog gælder det, at der lægges beslag på noget landbrugsjord, som alternativt kan anvendes anderledes, f.eks. til

16 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 14 produktion af eksklusive kornsorter. Endvidere vil det formentligt ikke være muligt at dyrke raps på de samme marker hvert år på grund af risikoen for udpining af jorden. Med hensyn til forsyningssikkerhed har en biodieselmotor den fordel, at den kan anvende almindelig dieselolie som backup. Hvis man gør dette, fjerner man sig dog fra VE-konceptet. Teknologien vurderes delvist egnet til at formidle 'Grøn Livø'. På den ene side vil de gule rapsmarker være meget synlige på øen og det vil det være nemt at fremvise og forklare produktionsprocessen fra rapsen på marken til olie i dieselgeneratoren over for f.eks. skoleelever. I et bredere perspektiv er der dog diskussion af, hvorvidt raps er velegnet til energiformål. Et andet forhold er også, at raps er vanskeligt, at dyrke økologisk pga. skadedyrsangreb samt at dyrkning på de forholdsvis sandede jorde på Livø nok vil kræve vanding. Lavteknologisk Lave investeringsomkostninger Udpining af landbrugsjord, hvilket især kan være et problem i forbindelse med økologisk landbrugsdrift. Arealkrævende VE kraftvarme med backup (diesel)

17 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Biogas Et biogasanlæg kan udnytte gylle og dybstrøelse. Dertil kan suppleres med græs fra kløvergræsmarker eller fra engarealer. Eventuelt vil det også være muligt, at anvende indholdet fra en septik-tank (human gylle). Dog er potentialet for dette sædvanligvis stærkt begrænset, idet der ikke er så meget substans i det som i husdyrgødning, ligesom en eventuel anvendelse også skal afklares med styrelsen. Der kan ikke anvendes træ i et biogasanlæg. Selv halm kræver forbehandling pga. høj fiberfraktion. I biogasprocessen omdannes kulstoffet i husdyrgødning til en blanding af methan og CO 2, hvorimod næringsstofferne lades tilbage i gødningen. Det er blandingen af methan og CO 2, som kaldes biogas. Biogasproduktionen finder sted i en udrådningstank (reaktor), hvor biomassen typisk opholder sig i nogle uger. Biogassen kan anvendes i en gasmotor til produktion af el og varme. Det er muligt at producere biogas decentralt på den enkelte gård i et såkaldt gårdanlæg. Såfremt forholdene tillader det, kan der dog være skalafordele i at etablere større fællesanlæg. Det er vanskeligt at vurdere økonomien i at producere biogas - især i forbindelse med økologisk jordbrug. Det vil bl.a. afhænge af værdien af forskellige synergieffekter. Teknologien er fuldt kommercielt udviklet. Biogas er vedvarende energi ligesom f.eks. vindkraft, halm og solceller. Staldene på Livø er alle løsdriftstalde med dybstrøelse. Der er således ikke nogen opsamling af (flydende) gylle, som vil kunne anvendes til biogasproduktion. Herudover gælder, at kreaturerne går ude en stor del af året, hvor gyllen ikke kan opsamles. Der er behov for en nærmere vurdering, men på den baggrund kan det godt være, at biogas ikke er egnet for Livø. Et biogasanlæg vil i et vist omfang kunne formidle 'Grøn Livø'. Dog er det nok mindre egnet til fremvisning end mange andre VE-teknologier, idet det mest af alt blot er en udrådningstank. Kendt teknologi Begrænsede mængder gylle/dybstrøelse Usikker økonomi Mulighed for både VE-el og -varme

18 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Brint Brint er en såkaldt energibærer. Det findes ikke i naturen, men skal produceres. Produktion af brint sker oftest ved reformering af naturgas eller ved elektrolyse af vand. I relation til lagring af el er det elektrolyse, der er relevant, idet der herved er muligt at lave el om til brint på nogle tidspunkter og omvendt lave brinten om til el igen på andre tidspunkter. Elektrolyse er en elektrokemisk proces, der foregår ved, at elektricitet ledes via elektroder gennem vand. De to elektroder, anode og katode, har en henholdsvis positiv og negativ spænding. Spændingsforskellen medfører en ionisering af vandmolekylerne til brint- og iltioner. Ved den negativt ladet elektrode, katoden, samles de positivt ladet brintioner, H+. Ved den positivt ladet elektrode, anoden, samles de negativt ladet iltioner, O 2 -. Brint kan opbevares i et brintlager og sidenhen bruges i en brændselscelle. Det er også muligt at anvende brinten i en gaskedel eller i en gasmotor. Dette vil dog umiddelbart være en dårlig anvendelse af et højkvalitetsbrændsel, som kun bør finde sted, hvis brinten eller elektriciteten som anvendes til brintproduktion ikke kan anvendes på en bedre måde, f.eks. i samspil med varmelagre. Elektrolyse er stadig under udvikling, men virkningsgraden for et anlæg ligger i dag i størrelsen %. Der er ikke umiddelbart en øvre grænse for elektrolyseanlægs kapacitet, men typisk vil det dreje sig om anlæg på op til nogle få MW. I forbindelse med et eventuelt elektrolyseanlæg på Livø vil der ikke være nogen kapacitetsproblemer. En del af energitabet i en elektrolysecelle er varmetab. En del af denne varme kan eventuelt udnyttes til fjernvarme. Investeringsomkostningerne for et elektrolyseanlæg ligger i størrelsen 2 mio. kr. pr. MW og omkostningerne til drift og vedligeholdelse i størrelsen kr. pr. MW pr. år. Elektrolyse er en gammelkendt proces. Der er dog stadig muligheder for forbedringer, og virkningsgraden forventes at kunne blive noget højere, end den typisk er i dag. Der er ikke nogen miljøskadelige emissioner forbundet med selve elektrolyseprocessen. Der kan være emissioner i forbindelse med den elektricitet, der skal bruges til at drive elektrolysatoren. En elektrolysator er kun relevant, hvis der samtidig gøres brug af brændselsceller eller andre brintforbrugende teknologier og så er man ude i noget meget innovativt, dyrt og eksperimenterende. Der er ikke mange elektrolyseanlæg rundt omkring til brug for lagring af f.eks. vindmøllestrøm. Et sådant anlæg vil derfor have en forholdsvis stor nyhedsværdi. Dog står der også et anlæg på Lolland i forbindelse med demonstrationsprojektet "Dansk Mikrokraftvarme".

19 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø 17 Sammen med et brintlager og en brintbrændselscelle kan brinten bruges som ellager. Høje energitab. Brinten kan desuden bruges til af få VE i transporten på øen og i et vist omfang også i landbruget (se også under brintbiler m.v.) Stor usikkerhed omkring driftsstabilitet i praksis. Giver mulighed for øget indpasning af vindmøller og solceller.

20 Rådgivning i forbindelse med forprojektering omhandlende energianalyse og -forsyning på Livø Forgasningsgas Ved forgasning omdannes det faste brændsel til en gas, som kan anvendes til el- og varmeproduktion i f.eks. en gasmotor eller en brændselscelle. Dette giver en højere elproduktion end ved direkte forbrænding til kraftvarme og derved en bedre udnyttelse af brændslet. Til gengæld er drift af forgasningsanlæg mere kompliceret end direkte afbrænding. Forgasning af biomasse foregår ved, at biomassen opvarmes i et iltfattigt miljø, hvorved gas frigives. Herefter reagerer kulstoffet kemisk med et forgasningsmiddel, som f.eks. kan være vandamp. Den første del af processen kaldes pyrolyse, og den anden del af processen kaldes forgasning. Men ofte skelnes ikke mellem de to delprocesser. Den forholdsvis rene gas kan efterfølgende forbrændes i en gasmotor med produktion af el og fjernvarme. Fordi gasmotorer har en relativt høj virkningsgrad selv ned i mindre størrelser, giver forgasning mulighed for, at selv mindre biomasseanlæg kan producere både el og fjernvarme og dermed få en bedre udnyttelse af brændslet. Biomasse dækker over flere forskellige brændsler (f.eks. træaffald, energipil og halm), men med den nuværende forgasningsteknologi er kun træflis anvendeligt i processen. Forgasning af biomasse er på et udviklingsstade lige før kommercielt gennembrud. Der mangler primært installerede anlæg med mange driftstimer, som kan bevise teknologiens værd. Der er på nuværende tidspunkt flere anlæg i drift i Danmark. Der eksisterer flere typer forgasningsteknologier, hvoraf totrinsforgasningskonceptet har påvist en ren producer-gas og en høj elvirkningsgrad i kombination med en gasmotor. Totrinsforgasser kombineret med en gasmotor eksisterer i dag i skalaen 75 kw til 450 kw el-effekt. Det typiske brændsel er træflis. Et sådant anlæg har god regulerbarhed i forhold til behovet, men der kræves en fuldtidsstilling til løbende at holde opsyn med anlægget og sikre, at det kører optimalt. Der vil kunne opnås en netto elvirkningsgrad (efter eget forbrug til processen) på ca. 30 % og en netto varmevirkningsgrad (efter eget varmeforbrug og varmetab) på ca. 60 %. Skalaen er afgørende for anlægsøkonomien. Et anlæg i en størrelse passende for Livøs elbehov ville være af meget lille skala, svarende til en ringe udnyttelse af storskalafordelen. Således forventes anlægsomkostningerne for et sådant anlæg at udgøre min mio. kr. Ved brug af lokal træflis som brændsel ville brændselsomkostningerne være relativt lave. Dertil kommer driftsomkostninger til betaling af en ansat til løbende eftersyn af anlægget. Der må i det hele taget påregnes en del pasning af anlægget. Totrinsforgasser er i øjeblikket i pilotskala og på vej til demonstrationsskala. I Danmark findes et mindre antal pilotanlæg på henholdsvis 75 kwe (Viking), 200 kwe (Weiss) 300 kwe (TK Energy) og 450 kwe (Bio Synergy). Da man har indset, at anlægsstørrelsen er afgørende for anlægsøkonomien, vil man i dag normalt ikke bygge anlæg under 200 kwe. Teknologien er vedvarende og CO 2 -neutral. Restprodukter i form af bundaske fra forgasningen indeholder størstedelen af træets cadmiumindhold og skal derfor deponeres. Med røggassen fra gasmotoren emitteres desuden mindre mængder NOx og partikler.