Brint frem for biomasse i energisystemet? -Erfaring med brint til energilagring og netbalancering Søren Knudsen Kær bestyrelsesmedlem Hydrogen Valley/CEMTEC 05-02-2018
Hvem er CEMTEC/Hydrogen Valley? CEMTEC indviet i 2002 med det formål at udvikle og fremme erhvervsudviklingen i Region Nordjylland Erhvervspark, der fungerer som væksthus for virksomheder Bidrager til grøn omstilling fra vision til konkret handling: projekter og arbejdspladser Samarbejder med virksomheder, offentlige myndigheder og forskningsinstitutioner Non profit organisation finansieret af Region Nordjylland, Vækstforum, Mariagerfjord Kommune og projektmidler
Hydrogen Valley s fokusområder Brint Etablere grøn brintproduktion, baseret på elektrolyse af vindenergi Understøtte efterspørgslen af brint til transport og til elektrofuels. Understøtte videreudvikling af brændselscelle-teknologien Til brug i f.eks. Gaffeltrucks, busser mv. Biogas og metanol Etablere et stort biogasanlæg i Himmerland Producere syntetisk metanol til transport CO 2 fra biogas + brint fra elektrolysen anvendes hertil Saltkaverner som lager Produktionen af brint og metanol kræver på sigt stor lagerkapacitet Udnytte saltkaverner i Hvornum som lager Udnytte saltkaverner til termisk lagring
HyBalance Fra vindmøllestrøm til grøn brint Et eksempel på lokal erhvervsudvikling, med internationale perspektiver og bæredygtig omstilling
Hvad er HyBalance? Projektet HyBalance demonstrerer, hvordan man i form af brint fra et 1 MW PEM elektrolyseanlæg kan lagre vedvarende energi og levere balanceydelser til elnettet. Den grønne brint kan anvendes i transportsektoren og i industrien Partnerne er: Hybalance er støttet af EU : Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking FCH-JU og af det danske (nu nedlagte) program Forskel Projektet er budgetteret til 125 millioner kroner. Endelig ejer af fabrikken er franske
HyBalance processen
Brintfabrikkens opførelse i Hobro Syd Energi-, forsynings- og klimaminister Lars Chr. Lilleholt tog første spadestik i foråret 2016 Fabriksbygningen gik i gang i efteråret 2016 Produktion igangsat oktober 2017 Officiel indvielse i april 2018 November 2016 April 2017 Juli 2017 November 2017
PEM Electrolysis Kerneteknologien er 1 MW PEM (Proton Exchange Membrane) elektrolyseanlæg fra Hydrogenics Teknologien har gode dynamiske egenskaber, hurtig opstart og hyppige start/stop PEM teknologien er kompakt og skalerer godt prismæssigt ved store anlæg HyBalance projektet vil validere teknologiens evne til dynamisk drift
Total operation cost Unit cost (EUR/kg) Tusinde Driftsstrategi (NEAS Energy) Reference scenarie, kontinuerlig drift. A1.1: Ingen brintlager, el fra spotmarked A1.2:3,500 Nm3 brintlager, el fra spotmarked Spot flex Spot non flex Down reg Up reg Fixed elec Water Maintanance Total Unit cost B1.1: Ingen brintlager, el fra spotmarked og regulerkraft marked. B1.2: 3,500 Nm3 brintlager, el fra spotmarked og regulerkraft marked. Konklusion Teknisk set kan anlægget kan byde ind i alle markeder Ringe økonomisk incitament for at levere reguler kraft pga. dominerende eltariffer 950 850 750 650 550 450 350 250 150 50-50 655 623 617 617 610 5,80 5,53 5,48 5,46 5,40 Reference A1.1 A1.2 B1.1 B1.2 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00
Næste skridt, HyBalance II Brint i symbiose med biogas (kulstofudnyttelse) og industri Power-to-liquid fuel 20 MW PEM elektrolyse Elektro-fuel (metanol) fra biogas CO2 og brint 13-15.000 tons metanol/år svarende til 10 mio. L benzin 25.000 tons CO2 fortrængning fra transport Industriel udnyttelse af ilt Energilagring og netbalancering
En unik placering Oxygen pipeline 400/132-150 kv transformer Access to wind energy Electrolyzer and methanol plant Biogas plant
Elektro-fuel økonomi (no CAPEX) Green methanol price Assuming no government subsidies but exemption from grid tariffs: Methanol is economically feasible already today Methane becomes economically feasible around 2050 Green methanol price incl. Conversion loss Gas price Q4 2017 Gas price Q4 2017 incl. Conversion loss Driftstimer: 5000-8400 Driftstimer: 300-3500 Technical considerations: Methane easily integrated and distributed in NG grid Methane as a transport fuel requires new infrastructure Metanol requires distribution but cost is low cost in liquid state Methanol widely used a blend-in fuel and widely used in chemical industry Kilde: Ea Energianalyse 2017
Fremtidsperspektiver Udnyttelse af CO 2 fra Aalborg Portland Omkring 2 mio. tons/år 1,3 mio. tons metanol/år (26 PJ) 15% af energiforbrug i transport Storskala lagring af vindmøllestrøm Elektrolysekapacitet 1000 MW Svarer til Horns Rev 3+Kriegers Flak (1000 MW)
Konklusioner Elektrolyse og brint kan bidrage med energilagring og regulerkraft i elnettet Udnyttelse af dansk VE i Danmark og bidrage til CO2 reduktion i transportsektoren Flydende elektro-fuels til tung transport, skibs- og luftfart Ingen behov for subsidier til elektro-fuels Fritag elektrolyse fra el-tariffer mod at levere ydelser til elnettet
Tak for opmærksomheden Læs mere på www.hybalance.eu Følg projektet på LinkedIn HyBalance www.hydrogenvalley.dk Hydrogen Valley @hydrogenvalley