El-opgraderet biogas

HALDOR TOPSØE A/S

Projektet skal i en skala på 10 Nm3/t demonstrere effektiv biogasopgradering til rørledningskvalitet ved katalytisk omdannelse af CO2 indholdet i biogassen til metan ved reaktion med hydrogen fremstillet fra damp med Solid Oxide Elektrolyse. Parallelt designes og vurderes økonomi for et fuldskala anlæg samt samfundsmæssige nyttevirkning

Projektet skulle i en skala på 10 Nm3/h demonstrere en højeffektiv proces til opgradering af rå biogas til rørledningskvalitet ved katalytisk omsætning af CO2 i biogas til metan ved reaktion med brint produceret med dampelektrolyse i en SOEC elektrolyse enhed.

Projektbeskrivelse

Projektets formål er:

at designe, bygge og drive en pilot til metanisering af CO2 i biogas ved hjælp af hydrogen produceret ud fra damp i en Solid Oxide Elektrolyse (SOEC) enhed i en skala på ca. 10 Nm3/h svarende til 40 kW elektrolyse kapacitet
at måle effektivitet og holdbarhed af procestrinene og estimere prisen på et fuld skala anlæg, der kan konkurrere med traditionel opgraderingsteknologi samt udarbejde planer for markedsintroduktion og –udvikling
at analysere værdien af teknologien for den danske elektricitet og gas infrastruktur

Metanisering af CO2 i biogas vil samtidig muliggøre energilagring af elproduktion fra vind, opgradere biogas og forøge biogas resursen med 50 -80 %

Tidligere projekter har indikeret at en omsætningseffektivitet fra elektricitet til nedre brændværdi i metan på 74-76 % kan opnås. Derudover kan opnås en omsætningseffektivitet til fjernvarme på 14 %.

Disse høje effektiviteter er muliggjort af den indbyggede høje effektivitet for SOEC teknologien samt synergien med avanceret metaniseringsteknologi, der er i stand til at produceres den damp, som anvendes i SOEC enheden.

Projektpartnerne dækker hele værdikæden fra landbrugsråvarer og elektricitets produktion til brug af den opgraderede biogas.

Resultater

Projektet nåede fremsatte mål om design samt demonstration af fuldskala anlæg med produktion af gas med mere end 97 % CH4 er. Metanatoren har fungeret som forventet og med uændret ydelse gennem projektet, hvilket bekræfter at afsvovlingsenhederne også har fungeret som planlagt. Den høje effektivitet for SOEC enheden er blevet verificeret med mere end 2.200 akkumulerede driftstimer. Den samfundsøkonomiske analyse har vist at el opgraderedet gas via SOEC kan blive attraktiv i et energisystem domineret af vedvarende elproduktion og høj CO2 pris i forhold til naturgas, simpel opgraderet biogas eller syntesegas fra termisk forgasning. Scenariet forventes ikke at blive realiseret i den nærmeste fremtid, men kunne være i retning af 2050.

Privatøkonomisk er processen attraktiv, hvis den producerede ekstra metan kunne opnå samme støtte som traditionel opgraderet biogas. Endvidere har beregninger i projektet vist, at metanisering af biogas ved anvendelse af brint fra SOEC kan være økonomisk, hvis:
- Elprisen til SOEC i gennemsnit ikke er højere end 250-350 DKK / MWh på årlig basis
- Den producerede syntesegas kan sælges til en pris på 6,00 DKK / Nm3 eller højere
- Dampen fra metaniseringen anvendes som input til SOEC-processen

Key figures

Periode:

2013 - 2017

Bevillingsår:

2012

Egen finansiering:

13,39 mio.

Støttebeløb:

25,92 mio.

Støtteprocent:

66 %

Projektbudget:

39,31 mio.

Kategori

Oprindelig title

El opgraderet biogas

Program

EUDP

Fælles overordnet teknologiområde

Brint og brændselsceller

Projekttype

Demonstration

Journalnummer

64012-0212

Dokumenter

Slutrapport

Deltagere

HALDOR TOPSØE A/S (Main Responsible)

Partner og Økonomi

Partner	Tilskud	Eget bidrag
HALDOR TOPSØE A/S	4.98 mio.	7.47 mio.
Aarhus Universitet	18.16 mio.	3.21 mio.
PlanEnergi	1.08 mio.	0.72 mio.
HNG/Midt-Nord	0.16 mio.	0.25 mio.
Naturgas Fyn	0.14 mio.	0.20 mio.
Eniig Forsyning A/S	0.24 mio.	0.35 mio.
DANSK GASTEKNISK CENTER A/S	0.34 mio.	0.51 mio.
Nature Energy Construction A/S	0.16 mio.	0.24 mio.
EA ENERGIANALYSE A/S	0.35 mio.	0.24 mio.
CEMTEC FONDEN	0.30 mio.	0.20 mio.

Kontakt

Kontakperson

John Bøgild Hansen

jbh@topsoe.dk