Perspektiver for bæredygtig dansk ammoniak- eller metanolfremstilling som led i et muligt fremtidens hydrogensamfund

I dette forstudie undersøges om ammoniak og methanol kan være velegnede brændsler at konvertere energikilder til i fremtidens energiforsyning. Energikilder betyder i praksis i denne sammenhæng i sidste instans solen, og hovedsageligt i form af biomassebrændsel. Brændsel bruges i denne rapport i betydningen et stof eller sammensætning af stoffer, som ved oxidation frigiver energi. Undersøgelserne omfatter termisk forgasning af biomasse i en entrained flow forgasser, syntese til ammoniak eller methanol og optimering af muligheder for procesintegration. Der er lavet forskellige scenarier for procesintegration, hvor der er varieret på forholdet mellem udbytte af el og brændsel (methanol eller ammoniak), samt mulighed for leverance af fjernvarme. Virkningsgrader ved konvertering til nyttige produkter Der er opstillet et par scenarier for at sammenligne nogle resultater fra en lignende undersøgelse af fremstilling af bio-methanol. For at kunne lave en ordentlig sammenligning i dette tilfælde er der antaget identiske procesforhold i selve methanolfremstillingen og set på hvilke potentialer der er for forbedringer på nettoelproduktion samt potentiale for levering af fjernvarme. I denne delundersøgelse er der således alene ved optimering af energiintegration identificeret et forøget udbytte af nettoelproduktion svarende til 41 procent og 11 procent, hvor der i sidstnævnte tilfælde så samtidig leveres en stor andel fjernvarme. Hertil skal bemærkes at det hollandske studium ikke har inddraget muligheden for fjernvarme. Et mål i projektet har været at kunne påvise effektivitetsforbedringer i størrelsesordnen 10-20 procent ved optimering af energiintegrationen i foreliggende studier af methanolproduktion baseret på biomasse. Dette mål er således rigeligt nået. Forbedringen i konverteringsgraden af nyttige højværdiprodukter (el og methanol) kan således udregnes til godt 9 procent eller til 16 procent hvis el vægtes i forhold til den virkningsgrad, som man normalt vil kunne producere el med på basis af biomasse i et moderne anlæg. Det bemærkes hertil at denne forbedring alene er opnået ved at optimere på varmegenvindingen og altså uden at ændre selve methanolfremstillingens kærneprocesser og optimere procesparametre. Weel & Sandvig har gennem et antal studier af naturgasbaseret methanol og ammoniak demonstreret, at energiforbruget kan reduceres med 10-15 %. I dette studie har det vist sig, at det elektriske output fra et methanol koncept kan øges med 40 %, udelukkende ved en forbedret energiintegration.