Elektrobränsle via svartlutsförgasning : Teknoekonomisk analys av implementering av elektrolysör i biometanolproduktion
Sammanfattning: Med mer och billigare förnybar, intermittent el på marknaden har intresset för elektrobränsle ökat. I denna studie utvärderas tekno-ekonomiskt om elektrobränslekoncept kan vara fördelaktigt att implementera i en förgasningsanläggning för svartlut med nedströms metanolsyntes. Detta görs genom jämförelse av tre möjliga integreringsalternativ: 1. Basfallet, att inte implementera någon elektrolysör. 2. Att implementera elektrolysör för att tillgodose vätgasunderskottet för metanolsyntes från kolmonoxid och därmed eliminera behovet av CO-shift. 3. Att implementera elektrolysör för att förse förgasare med syrgas, kompensera vätgasunderskottet för metanolsyntesen från kolmonoxid och samtidigt konvertera koldioxid till metanol. Genom detta elimineras behovet av både CO-shift och luftseparationsanläggning. För att utvärdera de olika fallen har en statisk modell som utgår från förgasningssimuleringar konstruerats. Modellen har sedan kompletterats med vätgas och syrgas från elektrolysör. Energi- och massbalanser har sedan legat till grund för dimensionering av processutrustning. En förgasningsanläggning på 500 ton svartlut torrsubstans per dygn har varit basen samt råvarupriser för biomassa på 0,2 kr/kWh och elpriser på 0,25 kr/kWh. För att få fram relevant data för elektrolysören har det tagits in offerter från tillverkare och diskussioner via telefon har förts för genomgång av offert för att hitta den bästa lösningen. Resultaten från den tekno-ekonomiska analysen presenteras som ett nödvändigt försäljningspris (NFP) för den producerade metanolen. Detta är framtaget utifrån en internränta på 10% och en ekonomisk livslängd på 20år. Resultaten visar att då det inte implementeras någon elektrolysör blir NFP 1,15 kr/kWh. Med implementerad elektrolysör för att tillgodose vätgasunderskottet fås en produktionsökning på 30% jämfört med basfallet och ett NFP på 1,12 kr/kWh. När elektrolysören dimensioneras mot syrgasbehovet fås en produktionsökning på 100% och ett NFP på 0,98 kr/kWh. Detta kan jämföras med energipriser på fossil metanol på 0,78 kr/kWh, skattefri bensin på 0,54 kr/kWh och vid pump 1,57 kr/kWh. Slutsatserna från studien är att om elektrolysör ska implementeras är det mest fördelaktigt att dimensionera den mot förgasarens syrgasbehov, då det innebär att det inte behöver byggas någon luftseparationsanläggning. För en elektrolysanläggning till detta ändamål är det fortfarande alkaliska elektrolysörer som är att föredra då det rör sig om kontinuerlig drift. Med låga elpriser är detta koncept fördelaktigt för metanolproduktion från svartlustsförgasning.
HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)