2. Workshop om bære- dygtig 2. gen. bioethanol. Biomasse til energiformål og andre gøremål. Henrik Flyver Christiansen

Transkript

1 2. Workshop om bære- dygtig 2. gen. bioethanol Biomasse til energiformål og andre gøremål. Henrik Flyver Christiansen

2 Besparelser reduceret forbrug. Effektivisering reduceret forbrug. På lang sigt bliver biomassen den eneste økonomiske kulstof ressource.

3 Energi transportsystemer El net strøm. Naturgas net gas. Delvis lagerbar. Delvis lagerbar. Lokale fjernvarmesystemer varme. Delvis lagerbar. Tog-, skibs- og landevejstransport af brændsler og produkter. Lagerbar. Informations transport.

4 Kun få VE teknologier producerer alene el vind, sol, bølge m.fl. Biologiske og termiske processer kan leverer gas til distribution. Semi- og kommercielle biomasse teknologier producerer varme.

5 Micro CHP or?? Centralized production in the mid 80 s Decentralized production of today Energy Supply, Bioenergy, IEA workshop oct. 2004

6 Våde biomasser biologisk behandling Tørre biomasser termokemisk behandling Genbruge tidligere investeringer f.eks. energitransport og elværker Økonomisk værktøjskasse vil aldrig være tilstrækkelig. Nok anlægs lig rundt om i verden. Primær drift skal kunne betale anlæg. Genoverveje opgivet teknologier 5 10 år senere. Forskning <=> demonstration. Teknologiudvikling tager tid. Så simpel en proces på tidlige udviklingstrin.

7 Alle led i kæden ved serieproces skal virke samtidig både teknisk og økonomisk. Fuel ECU/GJ Water 0.4 ECU/m 3 Power 13.5 ECU/GJ Plant key trade Transformation Power ECU/GJ ECU/GJ ex. support Heat ECU/GJ Dry Waste ECU/tons Waste water 2.4 ECU/tons Fertiliser/ chemicals 203 ECU/tons Dyre foder Termisk brændsel Energy Supply, Bioenergy, IEA workshop oct. 2004

8 Conventional grate-fired boiler Fuel handling Grate-fired wood chip boiler Flue gas condenser Heat Oil boiler Gasifier Plant Fuel handling Gasifier Oil/gas boiler Flue gas condenser Heat Flue gas cleaning Engine Power Energy Supply, Bioenergy,

9 Energy Supply, Bioenergy, IEA workshop oct. 2004

10 Danish Follow-up Programme for Harboore - Wood & Tar/Oil use and Power Sales jan-94 apr-94 jul-94 okt-94 jan-95 apr-95 jul-95 okt-95 jan-96 apr-96 jul-96 okt-96 jan-97 apr-97 jul-97 okt-97 jan-98 apr-98 jul-98 okt-98 jan-99 apr-99 jul-99 okt-99 jan-00 apr-00 jul-00 okt-00 jan-01 apr-01 jul-01 okt-01 jan-02 apr-02 jul-02 okt-02 jan-03 apr-03 jul-03 okt-03 jan-04 apr-04 Month/Year Energy Supply, Bioenergy, IEA workshop oct Fuel input [MWh] Power sales [MWh] Oil Woodchips Power

11 Issues for new technology Process break through Lab. scale plant Long time pilot plant running First generation demonstration 5. Generation demonstration For economical break through Energy Supply, Bioenergy, IEA workshop oct. 2004

12 Forbrænding eller forgasning Input Omsætning Produkt Maskine for el Output Råstoffer Brændsel El Kemikalier Forbrænding eller Forgasning Damp Damp Turbine Kedel Rensning El Varme El Proces Regulering Luft (ilt/o2) CO2 Damp Varme Udtørring Pyrolyse Koksomsætning Brint-/ SynGas H2 + CO N2 + CO2 O2 + CH4 Koks Rensning CC - Gas/ dampturbine Gas- el. Stirling motor Katalysator Varme Brint Olier Koks

13 Fra SynGas til slut produkt Brint- el. SynGas Brint-, Pyrolyse-, Forgasning-, SynGaseller Gengas Slut omsætning Gas kedel Stirling motor Gas motor Combined Cycle Gas og dampturbine Slut produkt til forbrug El Varme Trækul el. koks Pyrolyse olie Produkt: H2 + CO N2 + CO2 O2 + CH4 Pyrolysetjære Koks Gasrensning Yderligere rensning Kemikalier Bio olie Metanol Brint DME Etanol Alkohol Amoniak Syntetisknaturgas Brændselscelle Katalytisk behandling

14 Mulig produktion af flydende brændsler Mixed Alcohols Alkali-doped i-c 4 NH 3 Isosynthesis ThO 2 or ZrO 2 N 2 over Fe/FeO H 2 O WGS Purify (K 2 O, Al 2 O 3, CaO) Waxes Diesel Fischer-Tropsch Fe, Co, Ru Syngas Cu/ZnO Methanol CO + H 2 ZnO/Cr 2 O 3 Cu/ZnO; Cu/ZnO/Al 2 O 3 CuO/CoO/Al 2 O 3 MoS 2 Oxosynthesis HCo(CO) 4 HCo(CO) 3 P(Bu 3 ) Rh(CO)(PPh 3 ) 3 H 2 Olefins Gasoline Formaldehyde Ag Co, Rh Aldehydes Alcohols Ethanol MTBE Al 2 O 3 DME Acetic Acid carbonylation CH OH + CO 3 Co, Rh, Ni isobutylene acidic ion exchange zeolites MTO MTG M100 M85 DMFC Olefins Gasoline Direct Use homologation Co

15 Fuel Cell Products Wärtsilä/TOFC Status and future plans WFC20, WFC kwe, NG, methanol, bio gas ηe > 45 % WFC20 α-prototype 20 kwe, NG η e > 42 % 2006 WFC kwe, NG, methanol, bio gas η e ~50 %

16 Today 0,85 MWel 3,3 MWtot 1 MW/m3 Harboøre Gasification plant 1,3 MW el Wood chips 25 % el % varme % flydende Energy Supply, Bioenergy,

17 % ηtot, monthly hours jan feb marts april maj Harboøre 2005 juni juli % Operation hours Total efficiency Power efficiency % Power con/pro "No. start/stop Wood Tar aug sep Hours og operation: 7619 and gasifier 8200 okt nov dec % ηel, Power con/pro, start/ stop, Wood Tar Energy Supply, Bioenergy,

18 % ηtot, monthly hours jan feb marts april maj Harboøre 2006 juni juli % Operation hours Total efficiency Power efficiency % Power con/pro "No. start/stop Wood Tar aug sep Hours og operation: 7947 and gasifier 8146 okt nov dec % ηel, Power con/pro, start/ stop, Wood Tar Energy Supply, Bioenergy,

19 % ηtot, monthly hours Harboøre jan feb marts april maj juni % Operation hours Total efficiency Power efficiency % Power con/pro "No. start/stop Wood Tar juli aug sep okt nov dec % ηel, Power con/pro, start/ stop, Wood Tar Hours og operation: 6095 and gasifier 8301 Energy Supply, Bioenergy,

20 % ηtot, monthly hours jan feb marts april maj Harboøre 2008 juni juli % Operation hours Total efficiency Power efficiency % Power con/pro "No. start/stop Wood Tar aug sep Hours og operation: 6103 and gasifier 8329 okt nov dec % ηel, Power con/pro, start/ stop, Wood Tar Energy Supply, Bioenergy,

21 Svanholm Gods Heat demand 600 Average heat demand Heat demand One engine Two engines Max. heat No. of days Energy Supply, Bioenergy,

22 Demarcation line Stirling.dk Wood chips feeding system Burner Economizer Updraft gasifier Furnace Air preheater Stack Air Wood gas District heating Flue gas Stirling engine Power Flue gas recirculation Energy Supply, Bioenergy,

23 Svanholm Gods 2 engines, 1 boiler 600 kw gasifier Input kw Electricity output kw Heat output kw Energy Supply, Bioenergy,

24 Ansager Demo plant Gasification/ Stirling engine 35 kw el Wood chips 2007: Reconstruction Operation autumn : 3-4 days a week Energy Supply, Bioenergy,

25 Barritskov - Aarstiderne Power, heat and char (fertilizer) production Designed for energy efficient char production Approx. half the energy remains in char Energy Supply, Bioenergy,