Forprojekt til en demonstration af dansk SOFC-teknologi

Med det forstærkede engagement fra HAldor Topsøe A/S (HTAS) i januar 2000 gik DK-SOFC arbejdet ind i den afgørende fase før færste demonstration af et SOFC-anlæg med dansk brændselscelleteknologi. Elsam har tidligere signaleret interesse i at være vært for et eventuelt dansk SOFC-demonstrationsanlæg, og det blev besluttet at gennemføre et forprojekt i samarbejde med HTAS og Risø. Væsentlige elementer i forprojektet har været: Kontakter med mulig systemintegrator og øvrige interesserede parter, beskrivelse og placering af anlæg, måleprogram for anlægget, tidsplan, budget og rapporteringsomfang samt udformning af PSO-ansøgning til det efterfølgende demonstrationsprogram. Under forprojektet har kontakter til potentiels interesserede parter ført til opsætning af rammebetingelser samt færdiggørelse af et projektforslag for eftervisning af danskproducerede SOFC-celler. Projektforslaget blev indsendt som en PSO ad hoc 2002-ansøgning, som efterfølgende i december 2002 blev godkendt af Energistyrelsen, men som senere måtte opgives. Nedenfor er det opgivne projekt ELTRA PSO-FogU 4555 nærmere beskrevet. Ifølge projektforslaget vil HTAS levere celler og i samarbejde med en systemintegrator opstille og afprøve et anlæg for derved at få kvalificeret de danskproducerede celler. Under forprojektet blev det klart, at det eneste firma på verdensplan, der som systemintegrator på nuværende tidspunkt kan levere et anlæg for kvalificering af celler på rimelige vilkår er Sulzer Hexis, Schweiz. Sulzer-anlægget er udviklet som brændselscelleanlæg til enfamiliehuse. Standardanlæggets forventede ydelse er på 1 kWel og 2,5 kWvarme (+12-22 kWvarme fra en hjælpebrænder). Hjælpebrænderen er en integreret del af anlægget for at kunne levere nødvendig varme i vintermånederne. Eftervisning af hjælpebrænderen indgår dog ikke i forsøgsprogrammet. Første skridt i projektet vil være produktion af celler, afprøvning af system i en laboratoriestand samt en detaljeret planlægning af anlægsinstallationen, der tænkes gennemført på Elsam A/S Skærbækværket, hvor kobling til naturgas, el og varme umiddelbart er mulig. Samtidigt hermed skal måle-programmet planlægges, og den nødvendige instrumentering af anlægget samt indkøb af måle- og datasystem foretages. Efter installationaf anlægget igangsættes måle-programmet. Herunder påtænkes som minimum følgende målinger/beregninger foretaget: Startmåling, der klarlægger/beregner alle driftsdata under stationære forhold; Løbende målinger/beregninger af driftsdata under stationære forhold; Beregning af anlæggets degradering; Kampagnemålinger af miljødata, det vil sige emissioner af CO2, NOx og SO2; Kampagnemålinger med henblik på transiente forhold og vekselvirkninger med nettet. Måledata ville blive opsamlet elektronisk, lagret og kondenseret for en enkelt præsentation af væsentlige resultater såsom: Ydelse, virkningsgrad, miljødata, transiente forhold, netforhold, degradering af anlægget og driftsøkonomi. Ved valg af en anlægsstørrelse på 1 kW kan eftervisningen og kvalificeringen af de danskproducerede celler holdes inden for en forsvarlig ækonomisk ramme set i relation til den forholdsmæssigt store og værdifulde viden, der opnås for en senere opskalering. Foruden anlæg i enfamiliehusstørrelsen ses et potentiale for anlæg i størrelsesordnen over 250 kW til f.eks. hotel og industriapplikationer. Der pågår udviklingsarbejder med dette marked for øje. SOFC-teknologien forventes yderligere opskaleret til anlæg med ydelser på 1-10 MW. Disse MW-anlæg vil kunne forkobles en gasturbine og derved opnå virkningsgrader omkring og over 70%. I forløbet efter projektforslagets godkendelse har systemintegratoren Sulzer meddelt, at de alligevel ikke ser sig i stand til at foretage de nødvendige tilpasninger på deres anlæg, så de danskproducerede celler kan blive afprøvet under realistiske driftsbetingelser i Danmark. Den manglende interesse og opbakning fra Sulzers side er et alvorligt problem for projektet, som vil medføre en forsinkelse af kvalificeringen og i værste fald vil gøre projektet uigennemførligt. Det er derfor vurderet, at et videre samarbejde er urealistisk, og der arbejdes nu på at finde andre løsninger til kvalificering af de danskproducerede celler, så der kan holdes trit med den udenlandkse udvikling på området. Dette arbejde ligger uden for forprojektet og nærværende slutrapport