Gasmåling og -afregning nu og i fremtiden

Transkript

1 Gasmåling og -afregning nu og i fremtiden Michael Larsen Flowtemadag 2016, 17. november 2016

2 Dansk Gasteknisk Center DGC er en rådgivnings- og udviklingsvirksomhed inden for energi og miljø med fokus på energigasser DGC er etableret i 1988 af de danske gasselskaber DGC arbejder med alle energigasser: - naturgas - bygas - flaskegas - biogas - brint - samt med kombinationer af gas og vedvarende energi

3 Forretningsområder 1. Opvarmning og bolig Villakedler og mindre gasudstyr 2. Industri og kraftvarme Motoranlæg, større kedelanlæg og industriel gasanvendelse 3. Sikkerhed og certificering Sikkerhedsrådgivning og undervisning 4. Miljø og forbrænding Bl.a. miljødokumentation, procesberegninger, emissionsreduktion 5. Gasledninger Odorant, gasnet og -måling 6. Grøn gasproduktion Biogas, brint og anden VE-teknologi Herudover laboratorium og Testcenter for grønne gasser.

4 Agenda for gasmåling og afregning Gassystem i Danmark Gasmåling: Volumen og brændværdi Afregning af energi nu og i fremtiden Smart Gas Metering bl.a. i Danmark Gasforbrug i Danmark - nu og i fremtiden Spørgsmål fra deltagerne

5 Gasinfrastruktur i Danmark 2016

6 Gaskunder i Danmark Selskab: 2015 Technical Statistics Sum DONG HMN NGF Antal gaskunder// Number of connected customers to gas networks (total): Privatkunder//Domestic Industri og blokcentraler// Industrial Kraftværker// Power generation Oplysninger fra gasselskaberne til Marcogaz

7 Gasinfrastruktur med transmission og fordelingsnet og plastnet

8 Små installationer herunder bygas

9 Gasmålesystem til afregningsvalide måledata af naturgas til industribrug Tryk, temperatur og (kompresibillitet Z) Naturgaskvalitet Skitse af målesystem til naturgas Normalkubikmeter-referencetilstand Tn=0º C og tryk Pn=1013,25 mbar.

10 Store gasmålere

11 Energiafregning: Volumen og brændværdi Energinet.dk leverer den valide månedlige flowvægtede brændværdi (H m ) til distributionsselskaberne, som bruger den til afregning af kunderne. Hvad betyder flowvægtet brændværdi: Det kræves to værdier, H i og V i - H i = Brændværdi (øvre) - V i = Volumen i normalkubikmeter Kunder kan være enten timeaflæste- eller graddageafregnet

12 Gasmålesystem Naturgaskvalitet skal overholde kravene i Gasreglement afsnit C12 herunder densitet og wobbetal Kontrolmanualer udarbejdet af gasselskaberne sikrer korrekt måledata til afregning både på volumen- og brændværdimåling

13 Brændværdi GC kan: separere og registrere gaskomponenterne styre sekvenserne, foretage beregninger og kommunikere. Ud fra gassammensætningen kan vi bl.a. finde: Massefylden af gassen Wobbeindex Kompressibilitetsfaktoren Z Brændværdien Nøjagtighed af GC: < 0,5 %

14 NGF: Quality Tracking og brændværdibestemmelse Fase 1 Opstart Koelbjerg Nettet 2 Biogasanlæg 1 ENDK-station 18 M/R-stationer 59 BV-distrikter Fase 2 Ventil forventes åbnet Koelbjerg + Højby (Ullerslev) 3 Biogasanlæg 2 (3) ENDK-station 40 M/R-stationer 117 BV-distrikter

15 NGF: Bionaturgas udbredelse i nettet Videoen viser gassens udbredelse i nettet. Gul: Naturgas Mørk Grøn: Bionaturgas fra NordFyn Lys Grøn: Bionaturgas fra MidtFyn Bredden af stregen symboliserer mængden af gas.

16 DGD: QT-gasfordeling

17 HMN: Anden strategi, GC-løsning

18 Volumen og brændværdi i fremtiden Opdeling af Danmark i mange brændværdidistrikter Større krav til nøjagtighed af målinger fra M/R-stationer fra distributionsnettet Valg af strategi for valg af metodik til brændværdi-bestemmelse hos den enkelte forbruger skal vurderes i hvert enkelt tilfælde (QT- eller GC-løsning) Det betyder øget dataovervågning og -validering end tidligere

19 Volumen og brændværdi i fremtiden (2) Renovering af M/R-stationer, herunder udskiftning til mindre målere Måling på biogas Måling på brint Smart Gas Metering

20 Smart Gas Metering I England er der installeret 1 mio. smart gasmålere af typen bælggas og ultralydsmålere, og der er forventning om en fuld udrulning i 2020 Holland skal inden 2021 have fjernaflæst på alm. husstandsforbrugere Italien forventer, at ca. 50 % af G4/G6 er udskiftet i Alle større målere > G6 er 50 % udskiftet

21 Sverige indfører timeaflæsning af alle kunder over m 3 om året Tyskland har ingen forventning om Smart Gas Metering til små kunder Danmark: Fjernaflæsning > m 3 /år for HMN og DGD. For alm. husholdningskunder er der ingen planer om fjernaflæsning

22 Gasinfrastruktur i Danmark

23 Gasforbrug i Danmark

24 Bionaturgasinfrastruktur nu og i nær fremtid

25 Biogas i Danmark 2015 Energistyrelsen

26 Agenda for måling af biogas Støtteordningen i VE-loven Hvem kan få støtte til forbrug af biogas Måling på biogas Krav til måling af biogasforbrug Spørgsmål fra deltagerne

27 Tilskud til forbrug af biogas til proces, varme og salg til transport Tilskud til forbrug af biogas som følge af aftale fra Energiforliget marts 2012 til varme- og procesformål Tilskud til salg af biogas til transport Hvem kan modtage tilskud? Tilskyndelsespligt Bæredygtigheds-kriteriet Krav om robust målesystem til bestemmelse af energiindhold i biogas Energinet.dk står for administration af ordningen

28 Energiforlig af marts 2012 Første del af støtteordningen Tilskud til produktion af el til el-nettet ( 43 a) Tilskud til opgradering af biogas til naturgasnettet og til rensning af biogas til bygasnettet ( 35 c) fra 1/ Anden del af støtteordningen (1/7-2016) Tilskud til forbrug af biogas til proces ( 43 c) Tilskud til forbrug af biogas til varme ( 43 d) Tilskud til salg af biogas til transport ( 43 b)

29 Forventet produktion og forbrug Kilde: ENS d. 4/10-16: "Effekt af biogasproduktion på drivhusgasemissioner"

30 Støttebeløb på biogasordningen til bionaturgas og renset biogas 35c Støttesatser i NEDRE brændværdi, Kilde: Energinet.dk År Enhed Pristillæg 1 Pristillæg 2 Pristillæg 3 Total 2013 øre/kwh 28,8 7,8 3,6 40, øre/kwh 28,9 5,4 3,6 38, øre/kwh 29,0 11,1 3,6 43, øre/kwh 29,2 12,1 2,9 44,1 Der er ca. 10 kwh/m 3 bionaturgas OBS! Støttesats for el og opgraderet biogas er ens ved virkningsgrad for biogasmotor på 36 %. Ex. for 2016: 44,1/0,36= 123 øre/kwh

31 Støttebeløb for biogasordningen til 43 c og 43 d, reguleret Opvarmning Pristillæg Pristillæg, reguleret 0 kr/gj 33,6 kr/gj 8 kr/gj Pristillæg, reguleret 0 kr/kwh 0,12096 kr/kwh 0,0288 kr/kwh Sum 15,0 øre/kwh Proces Pristillæg Pristillæg, reguleret 39 kr/gj 33,6 kr/gj 8 kr/gj Pristillæg, reguleret 0,1404 kr/kwh 0,12096 kr/kwh 0,0288 kr/kwh Sum 29,0 øre/kwh Der er ca. 6 kwh/m 3 biogas

32 Hvad kan man få støtte til som proces og varme Biogasanlæg Kedel Proces Brændværdimåler Gasmåler (flow) Biogasanlæg Kedel Proces Varme Energimåler Brændværdimåler Gasmåler (flow)

33 Hvad kan man få støtte til som proces og varme Biogasanlæg Motor El Varme Elmåler Net-el tilslutningsstøtte, derfor ingen støtte via proces Elmåler Energimåler Brændværdimåler Gasmåler (flow) Biogasanlæg Motor El Varme Proces Varme Støtte til el, der anvendes til procesformål

34 Biogas anvendt i mere komplekst system Energimåler Brændværdimåler Gasmåler (flow) Biogasanlæg Motor El Elmåler (til net) Gasmåler (DSO) Proces Kedel1 Proces Kedel2 Varme Kedel3 Bionaturgas fra gasnettet

35 Gasmålesystem Biogasmåling er ikke en metervarer, og der skal tages specielle hensyn til målesystemet pga. det udfordrende miljø

36 Biogaskvalitet og måling Metan 50 %< CH4< 70 % Kuldioxid 30 %< CO2< 50 % Svovl < 3000 ppm H 2 S (typisk 200 ppm) Vanddamp (mættede) Ilt (alt efter utætheder eller afsvovling med ilt/luft) Kvælstof (ditto) Urenheder fra produktionen af biogas

37 Måletekniske krav til volumen fra Energinet.dk Måleren skal være MID-godkendt eller tilsvarende godkendt til formålet Mængden af biogas skal for alle forbrugstyper bestemmes med en nøjagtighed bedre end ± 3 % i godkendelsesperioden af måleren (typisk et år)

38 Krav til måling af biogasforbrug Krav til nøjagtighed fordelt på forbrugsgrupper Biogas til Proces og Varme Målenøjagtighed af biogasvolume > kwh Bedre end ± 3% > kwh og < kwh Bedre end ± 3% < kwh Bedre end ± 3%* * gælder for energimålere til meget små forbrugere Biogas til Proces og Varme > kwh > kwh og < kwh < kwh Brændværdinøjagtighed af biogas Bedre end ± 1% Bedre end ± 2% eller stikprøve -

39 Specielt for små forbruger: Ultralydsmålere Ultralydsmåleren kan anvendes som energimåler til små forbrugere, dog skal der udtages en række stikprøver, som kontrol af brændværdien Ultralydsmålere er gode målere til biogas, til volumen -bestemmelse er det langt at foretrække frem for andre målemetoder Nøjagtighed af Vol. drift bedre end 1-2 % på biogas

40 Ultralydsmålere til både volumen- og brændværdibestemmelse Gas bestående af 3 komponenter (vanddamp,co 2,CH 4 ) Gassen skal være mættet Gastemperatur og -tryk skal være kendt

41 Ultralydsmåler med metanalgoritme Lydhastighed v i biogassen Ideal gas γ = C C p V R = gaskonstant T = temperatur M = molvægt v R = ( γ T ) M adiabat-eksponenten 0,5 V i metan ved 20 = 448 m/s ; V i kuldioxid ved 20 = 266 m/s

42 Metanalgoritmen (2) Gennemsnits molvægten bestemmes ud fra: M Vanddamp fratrækkes = γ R T 2 v Brændværdien kan herefter bestemmes af forholdstallet mellem metan og kuldioxid

43 Måletekniske krav til brændværdi fra Energinet.dk Brændværdi i gassen skal måles med en nøjagtighed, der er bedre end ± 1 % for store anlæg og ± 2 % for mindre anlæg Brændværdi i biogassen kan evt. bestemmes for mindre forbrugere ved stikprøvekontrol (stikprøve for hver m 3 ) Energimålere/varmemålere kan som udgangspunkt anvendes til meget små mindre forbrugere med lukket vandbåren system

44 Brændværdi Metansensor opbygget ud fra forskellige måleprincipper Termisk konduktivitet Induktion Osv. Nøjagtighed af brændværdi typisk 1-2 %

45 Måletekniske krav fra Energinet.dk Krav til installation og kontrol af måleudstyr findes på Energinet.dk s hjemmeside

46 Spørgsmål? Michael Larsen, tlf