Brint i ledningsnettet. Munkebjerg Hotel d. 11. Maj 2010 Projektingeniør r Carsten Rudmose HMN Naturgas I/S

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Brint i ledningsnettet. Munkebjerg Hotel d. 11. Maj 2010 Projektingeniør r Carsten Rudmose HMN Naturgas I/S"

Arne Mogensen
8 år siden
Visninger:

1 Brint i ledningsnettet Munkebjerg Hotel d. 11. Maj 2010 Projektingeniør r Carsten Rudmose HMN Naturgas I/S

2 Hvorfor introducere brint i gassystemet? - Forsyningssikkerhed - Indpasning af mere vedvarende energi idet gassystemet kan fungere som energilager - Reducere CO2 emissioner (greening of gas) - Forbedre luftkvaliteten i lokale nærmiljn rmiljøer

idet gassystemet kan fungere som energilager - Reducere CO2

3 Hvorfor bruge eksisterende gassystem til brint? - Nettet er etableret - Driftsorganisation er etableret - Nettet er vidt forgrenet og godt forbundet - Meget høj h j kapacitet og forsyningssikkerhed - Der er etableret sikkerhedsorganisationer - Meget lav ulykkesfrekvens - Veldokumenteret vedligeholdelse - Bred accept i befolkningen

og godt forbundet - Meget høj h j kapacitet og forsyningssikkerhed - Der er

4 Brints egenskaber Brint Naturgas Øvre brændv ndværdi: 3,5 kwh/nm3 12 kwh/nm3 Densitet: 89 g/nm3 820 g/nm3 Nedre eksplosionsgrænse: nse: 4 % 4 % Øvre eksplosionsgrænse: nse: 75 % 16 % Antændelsesenergi: ndelsesenergi: 0,017 MJ 0,30 MJ Antændelsestemperatur: ndelsestemperatur: 500 C C 465 C Metantal: 0 70 Wobbetal: 41 MJ/Nm3 54 MJ/Nm3 Brint har den specielle egenskab, at gastemperaturen stiger når n r trykket reduceres, ca C/100bar Iblandes naturgassen 50 %(vol) brint vil tryktabet i ledningsnettet tet stige ca. 25 % ved transport af samme energimængde ngde

465 C Metantal: 0 70 Wobbetal: 41 MJ/Nm3 54 MJ/Nm3 Brint har den specielle egenskab, at gastemperaturen stiger når n r trykket reduceres, ca.

5 Naturalhy - projektet Projekt titel: Preparing for the Hydrogen Economy by Using the Existing Natural Gas System as a Catalyst

6 Naturalhy - projektet Stort EU-projekt projekt Komplet projekt omfattende alle aspekter omkring transmission, distribution, slutforbrug, sikkerhed og samfundsmæssige ssige forhold 39 deltagende firmaer 5 års løbetid l (afsluttet i 2009) Budget 130 mio. DKK Heraf betalte EU 82 mio. DKK

slutforbrug, sikkerhed og samfundsmæssige ssige forhold 39 deltagende

7 Naturalhy - projektet Projektet er opdelt i 7 delprojekter Delprojekt 1(WP 1): Life Cycle Analysis Delprojekt 2 (WP 2): Safety Delprojekt 3 (WP 3): Pipeline durability Delprojekt 4 (WP 4): Pipeline integrity Delprojekt 5 (WP 5): End use and membranes Delprojekt 6 (WP 6): Decision Support Tool Delprojekt 7 (WP 7): Dissemination

durability Delprojekt 4 (WP 4): Pipeline integrity Delprojekt 5 (WP 5): End use

8 Naturalhy Life Cycle Analysis Delprojekt 1 Life Cycle Analysis Forsyningssikkerhed -Brint i naturgasnettet vil kunne forøge forsyningssikkerheden Miljøpåvirkning -Brint produceret påp basis af naturgas, transporteret i naturgasnettet (10% vol.) og anvendt i transportsektoren (FC) vil give 1,6% CO2 reduktion (separation udført med konventionel el) -Brint produceret påp basis af naturgas, transporteret i tankbiler og anvendt i transportsektoren (FC) vil give 2,0% CO2 reduktion -Brint produceret påp vindkraft, transporteret i naturgasnettet(10% vol.) og anvendt i transportsektoren (FC) vil give 4,6% CO2 reduktion (separation udført med vindkraft) Beskæftigelse Økonomi - Afhængig af fremtidige energipriser høje energipriser vil fremme brintens muligheder

) og anvendt i transportsektoren (FC) vil give 1,6% CO2 reduktion (separation udført med konventionel el) -Brint produceret påp basis af naturgas, transporteret i tankbiler og anvendt i

9 Naturalhy - Safety Delprojekt 2 Safety Sikkerhedsforhold - Holdes brintkoncentrationen under 30% (vol.) ændres sikkerhedsforholdene ikke nævnevn vneværdigt Zoneklassifikation for ledningstracè - Holdes brintkoncentrationen under 30% (vol.) kan eksisterende zoneklassifikation bibeholdes Eksplosionsforsøg - Specielt når n r brintkoncentrationen overskrider 50% (vol.) ændrer eksplosionen karakter (detonation) Lækager - Er eksisterende men ikke alarmerende højeh

10 Naturalhy - Safety Antændelsesenergi ndelsesenergi Lowest IE (mj) % H2 25 % H2 50 % H2 75 % H2 100% H Equivalence Ratio

1 0 % H2 25 % H2 50 % H2 75 % H2 100% H2

11 Naturalhy - Safety

12 Naturalhy Pipeline durability Delprojekt 3 Pipeline durability Gasledningers holdbarhed Stål - rør PE - rør Støbejernsr bejernsrør Kobberrør PVC - rør

13 Naturalhy Pipeline durability Stålr lrør Følsomme for brintindtrængning ngning i områder med høje materialespændinger, dvs. specielt i fbm. langsgående (aksielle) fejl påp indersiden af rør r med høje h tryk og store tryksvingninger. Meget små mængder ilt kan reducere stålets brintfølsomhed (0,5% vol.), men øger korrosionsrisiko. Hvis brintkoncentrationen holdes under 30-40%(vol.) vil eksisterende rørnet r rnet kunne anvendes uden ændringer/reparationer. En mindre tryksænkning kan evt. være v nødvendig. n Eksisterende reparations metoder kan stadig anvendes

Meget små mængder ilt kan reducere stålets brintfølsomhed (0,5% vol.), men øger korrosionsrisiko.

14 Naturalhy Pipeline durability PE-rør Velegnede til transport af brint Forøgede lækagetab, l men ikke alarmerende Ø110mm - PE80 SDR11 rør r r ved 4 bar og 20% H2 (vol.) H2 lækage l kage : 2,3 l/km/dag CH4 lækage: l kage: 1,1 l/km/dag Samme rør r r med 100% CH4 : 1,4 l/km/dag (0,015kWh/km/dag) Samme rør r r med 100% H2 : 9 l/km/dag (0,027kWh/km/dag)

) H2 lækage l kage : 2,3 l/km/dag CH4 lækage: l kage: 1,1 l/km/dag Samme rør r r med

15 Naturalhy - Lækagetab Længde af distributionsnet i dk: ca km Energitab ved transport af naturgas: ca Nm3/år r (92 MWh/år) Energitab ved transport af 100% brint: ca Nm3/år r (173 MWh/år) Energitab ved transport af 20% brint og 80 % naturgas: 117 MWh/år Energitabet stiger ved stigende brintandel Energitabet er dog af en meget beskeden størrelsesorden set i forhold til den transporterede energimængde ngde i distributionssystemet, tabet udgør r ca. 0,3 promille.

50000 Nm3/år r (173 MWh/år) Energitab ved transport af 20% brint og 80 % naturgas: 117 MWh/år Energitabet stiger ved

16 Naturalhy Pipeline integrity Delprojekt 4 Pipeline integrity Kritisk revnestørrelse rrelse Forbedrede NDT-metoder Kontrolomfang og hyppighed Reparationsmetoder

17 Naturalhy Pipeline integrity

18 Naturalhy Pipeline integrity

19 Naturalhy Pipeline integrity

20 Naturalhy End use Delprojekt 5 End use and membrames Teoretiske overvejelser gasapparater/brint Dansk Gasreglement wobbetal begrænser brintkoncentrationen til max. 20% vol. Indsamling af forbrændingsdata mm. Afprøvning af traditionelle gaskedler (lab) -Max.. 70% (vol.) brint ved moderne premix kedler -Max.. 40% (vol.) brint ved ældre partiel premix kedler Langtids drift af traditionelle gaskedler -Afprøvning forløb b uden problemer af nogen art Afprøvning af andre husholdnings apparater -Max % (vol.) brint for kogeblus Udvikling af membramteknologier Lykkedes ikke helt

) brint ved moderne premix kedler -Max.. 40% (vol.

21 Naturalhy End use N-gas nozzle burning 100% n-gas

22 Naturalhy End use N-gas nozzle burning 60% N-gas and 40% hydrogen

23 Naturalhy End use

24 Naturalhy Decision Support Tool Delprojekt 6 Decision Support Tool EDB-program til gasdistributør Tilladelig brintkoncentration i ledningsafsnit Kapacitetsforhold Brænderbestykning hos kunder mv. Krav til gaskvalitet hos specifikke kunder

25 Naturalhy - Dissemination Delprojekt 7 Dissemination Offentliggørelse af projekt Hjemmeside

26 Igangværende brintprojekter hos HMN Naturgas I/S H2-College College i Herning -Elektrolysebaseret brintproduktion -Brinttransport i PE-net (0,5 bar(g)) -Trykreduktion til 40 mbar samt målingm -PEM-HT brændselsceller

27 Igangværende brintprojekter hos HMN Naturgas I/S Hobro Hydrogen (Verdo( produktion A/S) -Elektrolysebaseret brintproduktion -Transport af brint i PE-net (4 bar(g)) -Trykreduktion og målingm -Brint anvendes til procesformål l hos Sintex A/S

28 Tak for opmærksomheden Spørgsm rgsmål l?

Relaterede dokumenter

Brintbaserede gasser i naturgasnettet. 9. December 2015 Carsten Rudmose

Brintbaserede gasser i naturgasnettet 9. December 2015 Carsten Rudmose Indhold Brints egenskaber Brint i naturgasnettet Metanisering Demo-projekter Potentialer Fremtidsperspektiver 2 Brints egenskaber