Måling af biogas. NO x og CH 4 afgifter. Per G. Kristensen pgk@dgc.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y.

Transkript

1 Måling af biogas NO x og CH 4 afgifter Per G. Kristensen pgk@dgc.dk

2 Program I Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler systermer - Hvad vil det koste - spørgsmål til denne del

3 Program II NO x og metan emission og afgifter - Kort om NO x - og metan fra gasmotorer - Muligheder for reduktion af emissioner - NO x -afgift, CH 4 afgift mulighed for refusion hvordan i praksis - Afsluttende spørgsmål - DGC målebil udenfor

4 Per G. Kristensen Kemiingeniør i 1991 Ph.D. i 1995 inden for nitrogenkemi under forbrændingsbetingelser Har siden arbejdet med alle aspekter af NO x, lige fra dannelse, reduktioner, miljøregler og afgifter Har siden 1996 været ansat i Dansk Gasteknisk Center og arbejdet med alle miljøaspekter af gasforbrænding.

5 Ejet af gasnet selskaberne Stiftet i 1988 i forbindelse med naturgas i Danmark Arbejder med alle aspekter af gasformige brændsler hvad angår sikkerhed, miljø, effektivitet og økonomi/afgifter Primært et teknisk samarbejde med danske gasselskaber, rådgivning til alle

6 Eftermiddagens forløb Stil endelig spørgsmål undervejs Hvis der efterfølgende er spørgsmål, I ikke fik stillet, så træffes jeg på mail pgk@dgc.dk Materialet vil i løbet af næste uge blive tilgængeligt på eventuelt også på SEGES hjemmeside

7 Program Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler systermer - Hvad vil det koste - Spørgsmål til denne del

8 Hvorfor måle? Nogen vil have afgifter i forhold til energiomsætning Mulighed for tilskud KRAV til måling - kvalitet

9 Tilskud Biogas Motor El tilskud beregnes efter elmåler Biogas opgradering naturgasnet Biogas til transport Biogas til procesformål Biogas til energiformål Se mere i lov 576 af den 18/6/2012 Vi venter på EU

10 Satser Biogas Motor El tilskud (79, øre/kwh el) Biogas opgradering naturgasnet kr/gj bionaturgas (4,55 kr/m MJ) Biogas til transport 75 kr/gj (2,97 kr/m MJ) Biogas til procesformål 75 kr/gj (2,97 kr/m MJ) Biogas til energiformål 36 kr/gj (1,43 kr/m MJ) satser justeres i forhold til naturgaspris og aftrappes

11 Kontrol Tilskud >> energiafgiften (9,8 øre pr 39,6 MJ brændværdi) Målersystem tager udgangspunkt i kvaliteten for naturgasmåling

12 Program Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler systermer - Hvad vil det koste - Spørgsmål til denne del

13 Gasmålesystem til afregningsvalide måledata af naturgas Tryk, temperatur og (kompresibillitet) Naturgaskvalitet Vand- og kulbrintedugpunkt skitse af målesystem til naturgas Svovl, wobbetal osv.

14 Gasmålesystem Naturgaskvalitet skal overholde krav i Gasreglement Kontrolmanualer udarbejdet af gasselskaberne sikre korrekt afregning Biogasmåling er ikke metervare og der skal tages specielle hensyn til målesystemet.

15 Biogaskvalitet typisk Metan Kuldioxid Svovl Vanddamp Ilt Kvældstof Urenheder

16 Biogaskvalitet og måling Metan 50%< CH 4 < 70% Kuldioxid 30%< CO 2 < 50% Svovl < 3000 ppm H 2 S (typisk 200 ppm) Vanddamp (mættede) Ilt (alt efter utætheder eller afsvovling med atm.) Kvælstof (ditto) Urenheder fra produktionen af biogas

17 Brændværdi GC består af: En del som separerer og registrerer komponentene i gassen En del som styrer sekvenserne, foretager beregninger og kommunikere. Fra sammensætningen kan vi bl.a. finde - massefylden af gassen - Wobbeindex - Kompressibilitetsfaktoren Z beregnes ud fra standard. Nøjagtighed af GC: < 0,5 %

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

19 Biogas og måling: hvad skal man være opmærksom på Måleområde for mængde, tryk, temp., og fugt Tryktab over målere Nøjagtighed af målingen og krav om kalibrering Holdbarhed af målesystemet i surt miljø Installering af målesystem efter producentens anvisninger Servicering af målesystem Dataopsamling og verificering af måledata

20 Program Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler og systermer - Hvad vil det koste - Spørgsmål til denne del

21 Gasmålere Rotationsmålere (V) Turbinegasmålere (V) Ultralydsmålere (V) Swirls (V) Vortex målere (V) Coriolis målere (m) V = volumenmålere; m = massestrømsmålere;

22 Rotationsmålere Nøjagtighed af Vol. (Initial): 1-1,5 %

23 Turbinegasmålere Nøjagtighed af Vol. Initial: 1-1,5 %

24 Ultralydsmålere Nøjagtighed af Vol. drift: 1-2 %

25 Swirls målere Nøjagtighed Vol Initial: 1% på mængde

26 Vortex målere Nøjagtighed af Vol. Initial: 1-1,5 %

27 Coriolis masseflowmålere Nøjagtighed af mas. Initial: 1-2 %, ved højt tryk

28 DGC har udarbejde måleudstyrdatabase til biogas anvendelse måleprincip CH4, CO2 måleområde biogas / BNG IR CO2 0-5 ppm vol% CH ppm vol% biogas IR CO vol% CH vol% biogas IR CO vol% CH vol% biogas / BNG biogas (/ BNG) biogas IR IR IR for CH4 og ES til H2S CO2 0-5 ppm vol% CH ppm vol% CH4 = % H2S = ppm CO2 = % O2 = 0-25 % CH4 = % H2S = ppm biogas IR / elektrokemisk CH4 / CO vol% O vol% H2S ppm

29 Måletekniske krav fra Skat (Bekendtgørelse 1042/2014) Motoranlæg Metode 1:Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi Hvis der ikke måles brændværdi kan standardfaktor på 23,3 MJ/Nm 3 kan anvendes Metode 2: Virkningsgrad på motors produceret el 37,5 % omregnet til energi forbrugt

30 Måletekniske krav fra Skat (Bekendtgørelse 1042/2014) Motoranlæg < 1 MW Metode 1:Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi Hvis der ikke måles brændværdi kan standardfaktor på 23,3 MJ/Nm 3 kan anvendes Metode 2: Virkningsgrad på motors produceret el 37,5 % omregnet til energi forbrugt Skal beregne på baggrund af tilskud når tilskud > afgifter

31 Måletekniske krav fra Skat (Bekendtgørelse 1042/2014) Andre anlæg end motorer Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi Hvis der ikke måles brændværdi kan standardfaktor på 23,3 MJ/Nm 3 kan anvendes Virkningsgrad på kedler: Måling af kedels varmeproduktion og med en nyttegrad på 90%

32 Måletekniske krav fra Skat (Bekendtgørelse 1042/2014) Andre anlæg end motorer, når tilskud > afgift Der betales afgift af den energi der modtager tilskud til dvs. pr. MJ

33 Måletekniske krav fra Skat MID (Målerdirektivet) Mængdemåling skal udføres med typegodkende målere eller gasmålere der giver tilsvarende sikkerhed for målerens nøjagtighed. Dvs. har en nøjagtighed der er bedre end ± 3% installeret

34 Måletekniske krav fra Skat MID fortsat Brændværdi i gassen skal måle med en nøjagtighed der er bedre end ± 3% Årlig kvalitetssikring af regnskab og målemetode udført af virksomhed med kompetencer svarende til akkrediteret lab. Krav om dokumentation af målinger, beskrivelse af måleprocedure og rekalibrering/verificering af måleudstyr på baggrund af ønske fra Skat

35 Når engang EU godkender Motor og opgradering er godkendt Biogas til transport 75 kr/gj (2,97 kr/m MJ) Biogas til procesformål 75 kr/gj (2,97 kr/m MJ) Biogas til energiformål 36 kr/gj (1,43 kr/m MJ) Skal afgift til SKAT svares efter regler for tilskud og de målerkrav der dermed stilles af Energinet.dk

36 Hvad kræver Energinet.dk?

37 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Under forudsætning af notificion i EU af VE-lovens sidste forbehold til proces og energiformål gælder følgende Krav beskrevet i Vejledning om installation og kontrol af måleudstyr ved støtte til biogasanvendelse, version 2.0, april Stoette-til-biogas/Sider/Stoette-tilbiogas.aspx Her skriver du præsentationens titel i masteren

38 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Små biogas forbruger dvs. forbrugere under kwh om året Mindre biogas forbruger dvs. forbrug mellem kwh og kwh om året Store biogas forbruger dvs. forbrug over kwh om året svarende til ca m 3 rå biogas (af 6 kwh/m 3 ) Her skriver du præsentationens titel i masteren

39 Måletekniske krav fra Energinet.dk Krav til måling af forbrug af biogas til energi og procesformål Mængemåling skal udføres med typegodkende målere eller gasmålere der giver tilsvarende sikkerhed for målerens nøjagtighed. Dvs. har en nøjagtighed der er bedre end ± 3% installeret For de fleste måleprincipper kan dette krav kun overholdes med målere i klasse 1 eller 1,5 Her skriver du præsentationens titel i masteren

40 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Målesystem 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) Her skriver du præsentationens titel i masteren

41 Måletekniske krav fra Energinet.dk Brændværdi i gassen skal måle med en nøjagtighed der er bedre end ± 1 % for store anlæg og ± 2 % for mindre anlæg Brændværdi i biogassen kan evt. bestemmes for små og mindre forbrug ved stikprøvekontrol (stikprøve for hver m 3 ) Energimålere/varmemålere kan som udgangspunkt anvendes for små forbruger med lukket vandbåren system Her skriver du præsentationens titel i masteren

42 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Målesystemet/ måleinstallation skal udføres af kompetent virksomhed* (se autorisationsloven) Målesystemet skal dimensioneres og monteres i overensstemmelse med måleudstyrsleverandørens anvisninger Dokumentation for korrekt udført installation, udført af rådgiver på området

43 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Årlig kvalitetssikring af regnskab og målemetode udført af virksomhed med kompetencer inden for (bio)gasmåle-systemer dvs. plan for drift og vedligeholdelse for drift af målesystemet

44 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Krav om dokumentation af måling og data, beskrivelse af måleprocedure, verificering af målesystem og samt procedure for re-kalibrering af måleudstyr I planen skal der anføres hvornår der skal udføres re-kalibrering af målesystemet for at sikre overholdelse af usikkerheds-kravene for dels volumen/massemålere og brændværdimålere

45 Tilskud til biogasforbrug fra Energinet.dk (1) I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y

46 Målesystem med tilskud fra Energinet.dk (2) I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y

47 Målesystem med tilskud fra Energinet.dk (3) I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y

48 Målesystem med tilskud fra Energinet.dk for små forbruger (4)

49 Måletekniske krav fra Energinet.dk I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Hvem kan hjælpe jer med dette? I vejledningen forslås at man tager kontakt et måleselskab eller et naturgasdistributionsselskab der kan udføre installationen, drift og vedligehold af et biogasmålesystem Nye krav er under udarbejdelse af Energinet.dk

50 Program Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler og systermer - Hvad vil det koste - Spørgsmål til denne del

51 Måletekniske krav fra Energinet.dk Hvad koster det? I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y Hvis det er et naturgasdistributionsselskab der skal udfører opgaven, forstiller Energinet.dk sig at det gennemføres som en måleafgift dvs. der er gasselskabet der ejer målesystemet der betales så en leje der dækker vedligehold og service

52 Måletekniske krav fra Energinet.dk Hvis I selv vil eje et målesystem skal i påtænke følgende udgifter - Udgift til rådgiver - Køb af målesystem og installering - Drift og vedligehold - Kalibrering og erstatningsmåler i perioden uden jeres indkøbte volumenmåler osv. - Udgift derudover til verifikation af måledata

53 Måletekniske krav fra Energinet.dk Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for små forbrugere < kwh/år Rådgivning Kr Volumenmåle med install. Kr Drift Kr Brændværdi ved stikprøve Kr /stk. Verifikation Kr.?/ afventer krav til verifikation fra Energinet.dk

54 Måletekniske krav fra Energinet.dk Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for mellem/store forbruger > m 3 /år Rådgivning Kr Volumenmåle med install. Kr Drift + serviceordning Kr Prøver/ Brændværdimåler fx GC Kr Verifikation Kr.?/ afventer krav til verifikation fra Energinet.dk

55 Specielt med ny typer af ultralydsmålere Nøjagtighed af Vol. drift: 1-2 % og 2 % brændværdibestemmelse ved algoritme af lydens hastighed i CH 4 og CO 2

56 Specielt med ny typer af ultralydsmålere Lydens hastighed i CH 4 og CO 2 er forskellig alt efter koncentration Her skriver du præsentationens titel i masteren

57 Måletekniske krav fra Energinet.dk Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for mindre og store forbruger Rådgivning Kr Ultralydsmåle med install. Kr Drift + serviceordning Kr Verifikation Kr.?/ afventer krav til verifikation fra Energinet.dk

58 Program Biogas måling af mængde - Hvorfor vil vi måle energimængden? - Energimåling og gas - Gaskvalitet - Eksempler på måler og systermer - Hvad vil det koste - Spørgsmål til denne del?

60 NO x hvad er det NO x er en fælles betegnelse for NO og NO 2 Det er stikkende gasser, NO farveløs, NO 2 rødbrun NO oxideres i atmosfæren til NO 2 NO 2 reagerer med vand og danner salpetersyrling/salpetersyre Skadesvirkning: sur nedbør, SMOG luftvejs sygdomme

61 Dannelse af NO x er proces afhængig Temperatur Opholdstid Iltniveau Tryk Brændselsvalg

62 NO x hvad er vigtigst Proces Termisk Promt Brændsel Produkt Gas % 5-50 % 0 % 0 % Olie % ~10 % 0-50 % 0 % Kul % ~0 % % 0 % Biomasse % ~0 % % 0 % Mineral Brændselsafhængig 0-100%

63 Hvilke skader medfører NO x? Luftvejslidelser - især hos astma-patienter Værdisætning Indlæggelser Medicin Tabt arbejdsevne Ca. 50 kr./kg Kilde: DMU

64 CH 4 hvad er det Brændsel Farveløs og lugtløs gas Emission fra gasmotorer skyldes - flammesluk ved kold væg - brændsel der gemmer sig i hulrum fx ved stempelringe og tændrør - metan der fanges i oliefilm ved højt tryk og frigives ved lavere tryk

65 NO x og CH 4 hvad gør man Design af motor er rigtig vigtig Indregulering og vedligehold NO x virkningsgrad NO x kan efterbehandles fx med katalysatorer CH 4 kan meget vanskeligt efterbehandles

67 NO x -afgift har vi haft i flere år Lov nr. 472 fra 2008

68 NO x -afgift lov opsummering Der betales afgift pr udledt mængde NO 2 AMS for >30 MW, affaldsforbrænding og industri > 200 t/år Hvis ingen måling så bestemt via brændselsforbrug 5 kr./kg 9 Godtgørelse til registrerede virksomheder

69 Afgiftssatser (2008) 5 kr./kg Naturgasmotorer 2,8 øre/m 3 naturgas (140 g/gj) Naturgas i øvrigt 0,8 øre/m 3 (40 g/gj) Biogasmotor betaler efter en sats på 250 g/gj for maskiner over 1 MW indfyret effekt

70 Krav for refusion af afgift Beskrives nærmere i Bek fra 2009 Maks 80 % af standard emission eller 1 tons (praksis 500,-) Opgøres maskine for maskine, anlæg for anlæg

71 Ny regering nye regler 25 kr./kg AMS fra 10 MW motor og turbineanlæg (2021) Justeret på NO x -emissionsfaktor for biogasmotorer til 200 g/gj måske?? Her er der lidt tvivl Resten af reglerne er de samme

72 Kan man få refusion (naturgas)

73 NO x -besparelse - biogasmotor

74 Kan man på gaskedler? Miljøkrav ny kedel fra 2001

75 NO x -refusion naturgaskedel Tal med din brænderleverandør, NO x -niveau, driftstimer, pris

76 NOx afgift i praksis, Bek 723/2011 Brændsel Standard emissionsfaktor g/gj Dieselolie 50 Fuelolie 140 Naturgas, motor 140 Naturgas, anden anvendelse 40 Kul, koks, petroleumskoks, orimulsion, brunkul 100 Biogas til motorer 200/250 Biogas, andet 50 Halm 90 Træflis 100

77 NOx afgift biogasmotorer Lov vedtaget 21 dec. 2011: sats 25 kr/kg biogasmotorer sats 5 kr/gj hvilket giver standardemissionsfaktor på 200 g/gj Bekendtgørelse 723 siger direkte standardemissionsfaktor på 250 g/gj

78 Hovedmåler Måler Motor Motor Motor

79 Hovedmåler - bimåler Måler Motor Motor Motor

80 Emissionsfaktor En garanti fra leverandør Målinger fx ved afleveringsforretning, service mm. Miljødokumentationsmålinger seneste SKAT kan på forlangende kræve kontrol ved at akkrediteret målefirma dokumenterer på jeres regning

81 CH 4 -afgift har vi haft i flere år Lov nr. 722 fra 2010

82 CH 4 -afgift biogasmotorer 1,1 kr/gj biogas indfyret Motorer over 1 MW indfyret Standardemissionsfaktor 323 g metan/gj

83 CH 4 -afgift muligheder

84 Konklusion Det er godt for miljøet Det er godt for økonomien Det er bare med at komme i gang DGC hjælper gerne med emissionsmåling (produktblade) og med råd vedrørende beregninger (pgk@dgc.dk)

85 Program II NO x og metan emission og afgifter - Kort om NO x - og metan fra gasmotorer - Muligheder for reduktion af emissioner - NOx-afgift, CH4 afgift mulighed for refusion hvordan i praksis - Afsluttende spørgsmål - DGC målebil udenfor - produktblade