CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D ( )

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D ( )"

Leona Sasbrink
4 jaren geleden
Aantal bezoeken:

CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D (2004-2009) D.

1 CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D ( ) D. Jansen Gepresenteerde op de Vierde Nationaal Symposium CCS, 15 april 2009, Driebergen, Nederland ECN-L December 2009

2 CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D ( )

3 De boodschap CATO heeft afvang technologie ontwikkeling in Nederland gekatalyseerd. Daardoor spelen Nederlandse partijen grote rol in Europa en.. Ontwikkeling van afvang technologie moet een speerpunt blijven in Nederland er is immers voldoende industriële betrokkenheid. Naast toegepast onderzoek voldoende ruimte voor ontwikkeling 2 e generatie technologieën Wees voorzichtig met CCS kostencijfers

4 CO 2 afvang kost energie en geld Het rendement van de centrale daalt van 46% naar 35% met 11% punten Voor CO 2 afvang bij 4 centrales is een vijfde centrale nodig om de energie hiervoor leveren En dus veel afvang technologie ontwikkeling met als CO CO CO CO doel: verlaging energieverbruik (50%) en kosten (40%) E E E E E BEDRIJF BEDRIJF BEDRIJF BEDRIJF BEDRIJF

5 Doelstelling van het onderzoek Ontwikkeling en testen van afvang technologieën die leiden tot: een vermindering rendementsdalingen met 50% een verlaging g van de kosten per ton vermeden CO 2 met 40% Afhankelijk van het type brandstof (aardgas of kolen) zou dat moeten resulteren in 20 tot 30 /ton CO 2 R&D in Nederland zo veel mogelijk linken met internationale ontwikkelingen

6 Partijen in Nederland actief in Post-combustion TNO S&I, Shell Global l Solutions, KEMA en Universiteit Twente Pre-combustion ECN en Universiteit Utrecht SEQ International B.V. Oxy fuel: TNO S&I, ECN en Universiteit Twente

7 CO 2 avoided Roadmap Twee sporen beleid 1 st generation: commercial plants Storage: fully integrated 2 nd generation: demo tests 1 st generation: zero emission power plants as standard 2 nd generation: implementation 1 st generation: demo in power plants Storage: larger demo 2 nd generation: pilot tests 1 st generation: R&D for commercial applications Storage: demo projects 2 nd generation: R&D on concepts

8 Samenwerkingen begin 2009 Internationale & nationale netwerken Internationale & NL R&D projecten CO 2 Net IEA GHG CSLF CCP-2 Working Party CCS SP1 Capture CASTOR ENCAP Dynamis CESAR CACHET CAESAR DECARBit CAPTECH C-clear

9 Post Combustion De CATO -TNO CO 2 catcher bij E.ON Maasvlakte Testen onder reële rookgas condities >5000 test uren in 2008 MEA CORAL CORAL XPT

Post Combustion Verbeterde solvents (1 e generatie)

stabieler t l in rookgas omgeving verdere verlaging

Degradatie/verliezen 11% MEA: 1,6Kg/tonCO 2 9.

10 Post Combustion Verbeterde solvents (1 e generatie) verminderd energieverbruik voor regeneratie stabieler t l in rookgas omgeving verdere verlaging energieverbruik door verbeterd proces ontwerp Degradatie/verliezen 11% MEA: 1,6Kg/tonCO 2 9.5% 8% without optimized heat integration CORAL 0,15 Kg/ton CO

11 Post Combustion Ontwikkeling nieuwe solvents (2 e generatie) aanzienlijk minder energieverbruik (<3 MJ/kg CO 2 ) lagere regeneratie temperatuur (<100 o C), mogelijk gebruik van restwarmte Computermodel ontwikkeld dat verband legt tussen de moleculaire structuur van de solvent en rendement en kosten van de afvangst unit ASAP test unit bij Shell voor snelle bench marking van nieuwe solvents Hoge druk membraan contactors (significante reductie in footprint) Bouw van een hoge tempratuur en druk membraan faciliteit

12 Post Combustion Ontwikkeling nieuwe solvents (2 e generatie)

Post Combustion Compactere contactoren/reactoren op basis van Membranen (2 e

outlet flow ; V gas = 25-30 m/s The distributor is arranged as a close end column

Radial outlet flow ; V gas = 25-30 m/s = Membrane module gas channel Vgas = 2 m/s

13 Post Combustion Compactere contactoren/reactoren op basis van Membranen (2 e generatie) TOP VIEW SIDE VIEW Main gas distributor V gas = m/s Radial outlet flow ; V gas = m/s The distributor is arranged as a close end column Direction of inlet gas flow into main gas distributor. Radial outlet flow ; V gas = m/s = Membrane module gas channel Vgas = 2 m/s V gas = m/s Reactoren een factor 4 tot 10 kleiner Lagere investeringskosten Beter deellast gedrag

14 Pre combustion Nuon CO 2 Capture pilot: CO 2 Catchup Testen onder reële stookgas condities Ingezet voor testen van: Shift reactor configuraties Katalysatoren Solvents Process testing&flexibiliteit

15 Pre combustion Verbeterde Shift sectie (1 e generatie) lty 5.0 ltywater-gas-shift (WGS) reactie: Effic ciency Penal [%pt t.] CO + H 2 O H 2 + CO 2 ΔH 0 = -41 kj/mol Base Case Base Case Advanced WGS 0.0 Steam Consumption WGS HoC Loss CO2 CO2 Separation CO2 CO2 Compression

16 Pre combustion Verbeterde Shift sectie (1 e generatie) Resultaat van promotieonderzoek

17 Pre Combustion Ontwikkeling nieuwe processen (2 e generatie) SEWGS Sorption enhanced water gas shift Integratie van de water gas shift met CO 2 afscheiding Mogelijk ook in combinatie met zwavel verwijdering CO + H O H 2 + CO 2 CO + H 2 O H 2 cy Penalty catalyst catalyst 2.0 Efficienc [%pt.] catalyst Gewone 1.0 water-gas shift 0.0 Steam Consumption WGS HoC Loss CO2 Separation CO 2 CO CO 2 2 CO 2 CO CO t 2 2 sorbent catalyst sorbent Base Case CO 2 Advanced WGS Sorption-enhanced water-gas shift CO2 Compression

Pre Combustion Ontwikkeling nieuwe processen Sorption enhanced water gas shift Succesvolle opschaling naar bench scale Multi-column PDU is operationeel Ontwerp en

18 Pre Combustion Ontwikkeling nieuwe processen Sorption enhanced water gas shift Succesvolle opschaling naar bench scale Multi-column PDU is operationeel Ontwerp en testen van de SEWGS cycle Uitbreiding naar kolen gas, H 2 S + COS Verlaging efficiency penalty Verminderd stoom gebruik Vergrote CO 2 sorptie capaciteit

19 Pre Combustion Ontwikkeling nieuwe processen (2 e generatie) Membranen reactoren voor CO 2 afvang (aardgas toepassing)

20 Kosten voor CO 2 afvang Grote bandbreedte: /ton vermeden CO 2 Grote invloed van de gehanteerde uitgangspunten t Referentie plant Soort brandstof (kolen, aardgas) Brandstof prijs, Jaar, rente percentage, levensduur etc. Inflatie in investeringskosten

21 Ter afsluiting: Bovengrondse mineralisatie of het groene stranden concept. Versnelde natuurlijke verwering: Verspreiden van olivijn korrels langs de kust ( Prof. Schuiling) De verwering duurt echter jaar om een geschikte snelheid (steady state uptake) te bereiken Om dit te versnellen zijn zeer kleine deeltjes (stof) nodig (<10 μm) Niet uitvoerbaar o.a. ivm fijn stof, transport... Wellicht zijn er wel niches in de tropen mogelijk, b.v. verwering op land. Kan CCS niet vervangen (te langzaam, schaal, milieueffecten onbekend) Main route of natural CO 2 sequestration: weathering of (Ca,Mg)-silicates CaSiO 3 (s) + CO 2 (g) CaCO 3 (s) + SiO 2 (s) ΔH r = -87 kj/mol & ΔG r = -44 kj/mol

22 Samenvattend CATO heeft technologie ontwikkeling in Nederland gekatalyseerd. Daardoor spelen Nederlandse d partijen grote rol in Europa en zijn vele partijen in Nederland actief in ontwikkeling van afvang technologieën. Zelfs onderzoek uitgevoerd in opdracht van Stanford University Ontwikkeling van afvang technologie moet een speerpunt blijven in Nederland er is immers voldoende industriële betrokkenheid. Naast toegepast onderzoek voldoende ruimte voor ontwikkeling 2 e generatie technologieën Wees voorzichtig met kostencijfers

Vergelijkbare documenten

CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D ( )

CO 2 afvang Resultaten Nederlandse R&D (2004-2009) www.ecn.nl De boodschap CATO heeft afvang technologie ontwikkeling in Nederland gekatalyseerd. Daardoor spelen Nederlandse partijen grote rol in Europa