Den danske biomassesatsning til dato

Transkript

1 Den danske biomassesatsning til dato Forsk2006 Energinet.dk konference 15. juni 2006 Bo Sander,

2 Disposition Baggrund Hvorfor er halm et vanskeligt brændsel til elproduktion? Status for anvendelse af biomasse i kraftværkssektoren Hvilken rolle spiller PSO-F&U for udvikling af biomasseteknologi? Fremtidige indsatsområder Side 2

3 Baggrund Den danske biomassesatsning til dato primært biomasse til el og varme Biomasseaftalen fra 1993 pålagde kraftværkerne årligt at anvende 1,4 mio. tons biomasse (primært halm) til elproduktion senest år 2000 Få danske og ingen internationale erfaringer med halm til elproduktion Stort biomasseudviklingsprogram igangsat med fokus på halm Omfattende PSO F&U indsats indenfor biomasseforbrænding siden 1998 Side 3

4 Hvorfor er halm et vanskeligt brændsel? Lav energitæthed store voluminer skal håndteres Vanskeligt at håndtere pålidelige håndteringssystemer har måttet udvikles Højt indhold af kalium og klor problemer med belægningsdannelse, korrosion, emissioner, restprodukter Støv og biologisk aktivitet påvirkning af arbejdsmiljø Kloridkorrosion Side 4

5 Biomasseforbrænding - Teknologispor Ristefyring af halm og træ Haslev/1989 Rudkøbing/1990 Slagelse/1990 Måbjerg/1993 Masnedø/1996 Ensted/1998 Juncker/1998 Maribo-Sakskøbing/2000 Avedøre/2001 Herning/2002 Tilsatsfyring af halm på kulfyret kraftværk Studstrup 4/2002 Studstrup 3/2005 Biostøvfyring i kraftværkskedel (træ/gas/olie) Avedøre/2001 Cirkulerende fluid bed forbrænding af halm og kul Grenaa/1992 Side 5

6 Ristefyring af halm Kloridkorrosion af overhedermaterialer Belægningsdannelse Halmindfødning Forbrænding Slaggedannelse Emissioner: Støv, CO, NO x Nyttiggørelse af bundaske og flyveaske Side 6

7 Tilsatsfyring af halm på kulfyret kraftværk Studstrupværket blok 3&4 Kombineret kul/halm brænder Overhederkorrosion Luft Olie 10 Halm Corrosion rate in mm/1000h 1 0,1 0,01 0,001 Straw-firing 20% straw-firing 10% straw-firing Kul Katalysatordeaktivering 0, Metal temperature in C Nyttiggørelse af flyveaske Cementproduktion (lav alkali kul) Beton (EN vægt-% halm) Side 7

8 Biostøvfyring i kraftværkskedel Avedøre 2 Halm Naturgas Halm Kedel 100 MW th 590 MW el / 0 MJ/s 510 MW el / 565 MJ/s Naturgas Hovedkedel Olie Træpiller (max 70% last) 800 MW th 580 C/600 C/300 bar Dampturbine Elektrisk energi Fjernvarme Naturgas Gas 2*50 MW e Elektrisk energi 2 gasturbiner Damptemperatur reduceret til 540 C på grund af korrosionsrisiko Vellykede forsøg med tilsætning af kulaske som additiv Side 8

9 Biomasseudbygning - Dampdata Maksimal damptemperatur 540 C ved biomassefyring uden kul eller additiv Damptemp. [ C] Damptryk. [bar] Haslev Slagelse Grenaa Junckers Studstrup blok Side 9

10 Biomasseudbygning Akkumuleret biomassekapacitet (tons/år) Haslev Slagelse Grenaa Junckers Studstrup blok Studstrup blok Side 10

11 Samspillet mellem forskning og teknisk udvikling af biomasseanlæg NYE ANLÆG DRIFTS- ERFARINGER FORSKNINGS- PROJEKTER Tæt samarbejde mellem kraftværker, videnscentre og leverandører er en afgørende faktor for teknisk udvikling Side 11

12 PSO-F&U indenfor biomasseforbrænding PSO FU3227 F&U-program for biomasseforbrænding med erfaringsopsamling fra biomasseværker September 2004: 51 igangværende F&U-projekter vedrørende forbrænding af biomasse Hovedparten er PSO-støttede hertil kommer EU-projekter og interne kraftværksprojekter Total budget på i størrelsesordenen 200 mio.kr. Hovedområder: Arbejdsmiljø ved biobrændselshåndtering Standardisering af biobrændsler Ristefyring af biomasse Tilsatsfyring af biobrændsel i kulstøvsfyrede kraftværker Biostøvfyring i kraftværkskedler PSO-finansieringen har været af stor betydning for fremdriften i biomasseudviklingsprogrammet Side 12

13 Fordeling af igangværende biomasse F&U projekter på emner Restprodukt Røggasrensning Korrosion og belægning Regulering Forbrænding Biobrændsel Antal projekter Side 13

14 Fremtidige indsatsområder Optimering og videreudvikling af kørende biomassefyrede anlæg Fortsat udbygning af biomasseanvendelse til kraftvarmeproduktion for reduktion af CO 2 -udledning Samproduktion af el, varme og flydende biobrændsler Enzymatisk hydrolyse og fermentering (bioethanol og alkali- og klorfrit biobrændsel) Forgasning og syntese (methanol, DME, FT-diesel, syntetisk benzin) Side 14

15 PSO FU3227: Forslag til indsatsområder indenfor biomasseforbrænding Biomassen - on-line måling - prøvetagning Tværgående - regulering - optiske metoder - restprodukter Ristefyring Tilsatsfyring Biostøvfyring - nye biobrændsler (afgasset gylle ) - belægningsdannelse -CO/NO x - indfyring/forbrænding - alkali/klor-kemi/klor i belægninger - CFD-modellering - nye biobrændsler (forkoblet forgasser?) - affaldsfraktioner - katalysatordeaktivering - additiver - forbrænding - CFD modellering - håndtering og prøvetagning Elsam, E2, B&W Vølund, CHEC, Energiteknik/AU, TI, Risø, FORCE Levedygtige forskningsmiljøer er af væsentlig betydning for fortsat optimering og udbygning af biomasseanvendelse til elproduktion Side 15