Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Gas Technology Center NTNU-SINTEF Energikjeder for optimal utnyttelse av biogass Maria Barrio Gassteknisk Senter NTNU-SINTEF Contributors: Sverre Aam,

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Gas Technology Center NTNU-SINTEF Energikjeder for optimal utnyttelse av biogass Maria Barrio Gassteknisk Senter NTNU-SINTEF Contributors: Sverre Aam,"— Utskrift av presentasjonen:

1 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Energikjeder for optimal utnyttelse av biogass Maria Barrio Gassteknisk Senter NTNU-SINTEF Contributors: Sverre Aam, Petter Nekså, (SINTEF Energi) May-Britt Hägg (MemfoAct, NTNU) Arne Jakobsen (Hamworthy) Biogass2011, Ørland, 8-9.mars 2011

2 Gas Technology Center NTNU-SINTEF NTNU:4.700 (2.500 Sci) SINTEF: (1.400 Sci) Students: ( Eng & Sci) Total externally financed research: Mill NOK Education Basic & applied R&D Innovation Business development Norsk kompetansesenter for gassteknologi

3 Gas Technology Center NTNU-SINTEF

4 Laboratory facilities Liquefied gas technology Combustion of hydrogen and hythane Absorption of CO 2, H 2 S and NO x Catalysts and absorbents Membranes for hydrogen and CO 2 separation Fuel cell technology Hydrogen production and storage

5 Gas Technology Center NTNU-SINTEF 5 Hva får vi ut av biomasse? Biomasse Pyrolyse olje Gassforbrenning Katalyse Biodiesel Biometan CH 4 ++ Rensing ++ BioLNG Syntesegass H 2 + CO Biogass Pyrolyse Forbrenning Gassifisering Fermentering

6 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Utnyttelse av biogass Varme og/eller elektrisitet Biogass CH 4 ++ Fermentering Brenne av 20% av norsk biogass Elektrisitetsproduksjon 30-35% utnyttelsesgrad Kombinert varme og el. produksjon % utnyttelsesgrad PROBLEM – begrenset marked for salg av varme

7 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Utnyttelse av biogass Varme og/eller elektrisitet Biometan Biogass CH 4 ++ Fermentering Produksjon av biometan – oppgradering av biogass Føde inn på naturgassnettet eller brukes direkte som drivstoff i transportsektoren 95 % utnyttelsesgrad PROBLEM – Fjerne CO 2 er dyrt

8 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Utnyttelse av biogass Varme og/eller elektrisitet Biometan BioLNG Biogass CH 4 ++ Fermentering

9 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Utnyttelse av biogass Varme og/eller elektrisitet Biometan BioLNG Biogass CH 4 ++ Fermentering Økende behov for oppgradering

10 ..and depending on the use, the specifications for the upgraded biogas will vary…. Criteria for vehicle fuel  CH 4, min 96 vol%  O 2, max 1.0 vol%  CO 2 + O 2 + N 2, max 4.0 vol%  H 2 O, max 32 mg/Nm 3  H 2 S, max 23 mg/Nm 3  NH 3, max 20 mg/Nm 3  Particulate material, max dim.5  m

11 Biogas quality into the natural gas network The net gas q uality varies in different countries Denmark: methane86 – 90 mol% ethane5.7 – 7.2 ” propane1.9 – 3.2 ” CO – 1.3 ” N ” wobbeindex (MJ/Nm 3 ) ~55 The Netherlands: methane 80 – 87 mol% ethane3.0 – 7.0 ” propane0.5 – 1.7 ” CO – 2.1 ” N – 14 ” wobbeindex (MJ/Nm 3 )

12 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Oppgradering av biogass Type urenheter Krav Investeringskostnader Drift Størrelse Miljø Kritisk del av kjede Biogass Biometan

13 Carbon membrane process for biogas upgrading Smith & Bjørn (2005)

14 Fundamentet– teknologi utviklet ved NTNU  Membranteknologi med utspring fra NTNU  Fra forskningsgruppen Memfo (= Membran forskning) ved Institutt for kjemisk Prosessteknologi  Memfo er en forskningsgruppe med ca. 16 personer (forskere, post docs, PhD-studenter) I tillegg 5-6 MSc-studenter hvert år  Memfo utvikler membranmaterialer for mange formål, vesentlig for gass- separasjon, men har også et mindre prosjekt på saltkraft-membraner. Materialene er i hovedsak polymere (nano)kompositter, dette er også startmaterialet for å lage karbonmembraner  Styrken I forskningen er kombinasjonen av grunnleggende materialforskning, kompetanse om membranprosesser, ingeniørkunnskap og simuleringer  Memfo er anerkjent og i verdenstoppen – spesielt innenfor karbonmembraner og polymere membraner for CO 2 -fangst

15 Samarbeid mellom Memfo/NTNU og MemfoACT  Kritisk for videre utvikling av selskapet  Har inngått en samarbeidsavtale  Avgjørende for utvikling av nye applikasjonsområder, f.eks.  Hydrogenseparasjon  Oksygen og Nitrogen-separasjon  Tilfang av nye medarbeidere – begge veier?  Prosjekt og masteroppgaver  Trondheim – et viktig membransentrum i Europa?  Sammen - ytterligere styrke membranmiljøet i Trondheim sin internasjonale posisjon?

16 How does a membrane work? The membrane will separate on basis of:  Molecular size and structure of gas components  Physical properties of gases (ideal / non-ideal)  Membrane material properties  Different transport mechanisms (dense or (micro)porous membrane; organic - inorganic)  Process conditions (temperature, pressure, concentrations) Feed gas Retentate Permeate

17 Karbonmembraner på Membran separasjon er en modulær prosess - modulene kan kombineres på flere måter

18 ..nå bygger vi fabrikk på Heimdal - Trondheim! Delprosessene i fremstillingen  1 (spinning av hule polymer fibre)  2 (karbonisering, dette er ”hjertet i prosessen” der hvor membranporene skreddersys i en så liten skala at de kan skille gass molekyler)  3 (montering av karbon hulfibre i modul) …. et nytt norsk teknologieventyr?

19 Konkurransefortrinn  Konkurransefortrinn  Energieffektiv  Miljøvennlig Ingen kjemikalier Intet prosessavfall  Kompakt teknologi  Modulær  Høy renhet i ett trinn  Kostnadsreduksjon i forhold til konkurrerende membraner og teknologier Kost og “footprint” reduksjon

20 MemfoACT – småskala biogassoppgradering  Mellom % bedre enn eksisterende teknologi for 200 Nm3/h.  Øker med minkende anleggsstørrelser – store småskalafordeler  MemfoACT hovedmarked – Norge, Sverige og Tyskland References:Benchmark biogas upgrading technologies, Petter Bjørkmann, Rambøll

21 Page 21 What Are The Needs? Customer’s gas source - the pre-treatment challenge

22 Page 22 The Pretreatment Challenge  Requirements to gas entering liquefier  CO 2 50 ppm  H 2 O 1 ppm  H 2 S 4 ppm  Pretreatment dependent on gas source:  Batch processes, e.g. active carbon  Amine systems (CO 2 and H 2 S)  Mol sieve (CO 2, H 2 O, N 2, O 2,..)  CO 2 Wash (CO 2, siloxanes, HFC’s …)  Membrane technology (CO 2 and N 2 )  High H 2 S content => potentially cost driving  Energy consumption  Dependent of level of contaminants  To a large extent covered by heat

23 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Antagelser for tall illustrasjon Elektrisitets pris: 0,2 – 0,5 kr/kWh el Gasspris: 1-3 kr/m 3 LNG pris: 0,2 – 0,5 kr/kW th Gassmotor virkningsgrad: 33% (44% for ren naturgass) Renseteknologi til biometan, virkningsgrad: 95% Renseteknologi med PSA, virkningsgrad: 95% Energibehov for miniLNG produksjon: 0,7 kWh el /kg LNG 1000 m3/time biogass Tap med distribusjonssystem ikke inkludert

24 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Tall illustrasjon, 1000 m3 biogass/time

25 Gas Technology Center NTNU-SINTEF Konklusjon Kunnskapsmiljø ved SINTEF og NTNU kan hjelpe med å redusere kostnader og øke effektivitet Demonstrasjon av ny teknologi er nødvendig Oppgradering øker investeringskostnader men øker også sluttverdi av produktet


Laste ned ppt "Gas Technology Center NTNU-SINTEF Energikjeder for optimal utnyttelse av biogass Maria Barrio Gassteknisk Senter NTNU-SINTEF Contributors: Sverre Aam,"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google