GROEN AARDGAS via VERGASSING

Transcriptie

1 ECN-M GROEN AARDGAS via VERGASSING A. van der Drift Gepresenteerd tijdens het Minisymposium Groen Gas, Maarssen, 28 juni 2007 Augustus 2007

2 GROEN AARDGAS via VERGASSING Bram van der Drift

3 BIOMASS to SNG hout, gras, stro, residuen, (liefst droog) vergassing, gasreiniging, synthese, opwerking groen aardgas 2 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

4 BESTAANDE SNG FABRIEK Bruinkolen-naar-SNG (North-Dakota, US, sinds 1984): ~3 GW input, ~55% SNG, ~9% teren, ~6% naphta, fenolen, CO 2 levering voor EOR 3 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

5 INHOUD systeem stand van zaken biomassavergassing stand van zaken teerverwijdering stand van zaken overige gasreiniging stand van zaken methanisering Göteborg Energi ECN conclusies 4 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

6 BIOMASS to SNG het systeem 3 H 2 + CO CH 4 + H 2 O vergasser teerreductie gas reiniging CH 4 synthese gas opwerking wervelbed vastbed entrained flow olie-scrubber katalytische reformer condensatie OLGA Rectisol Sulpherox sorbent-reactoren water-scrubbers multi-step katalytisch proces, diverse leveranciers drogen, CO 2 -verwijdering, compressie 5 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

7 BIOMASS to SNG het product SNG wordt opgewerkt op specificaties van de afnemers (gasnet, transport, ) deze specificaties zijn er voor aardgassen, maar niet bruikbaar voor SNG 6 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

8 STAND VAN ZAKEN biomassavergassing: wervelbed indirect fluidised bed Güssing (A) CHP 2 MW e BFB, Skive (DK) CHP 5.5 MW e CFB Lahti (Fin) co-firing 45 MW th_biomass CFB, Värnamo (S) CC 6 MW e 7 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

9 STAND VAN ZAKEN biomassavergassing: vastbed Novel, CHP Kokemäki (Fin) 1.8 MW e Biomass Engineering (UK) 250 kw e Harboøre (DK) 1.5 MW e 8 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

10 STAND VAN ZAKEN biomassavergassing: entrained flow Siemens, Freiberg (D) Choren, Freiberg (D) NUON (Shell), Buggenum (NL) 9 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

11 STAND VAN ZAKEN biomassavergassing voor SNG voordelen: wervelbed: brandstofflexibiliteit, rendement vastbed: goedkoop, rendement entrained flow: beschikbaar (op grote schaal voor kolen) kritisch: wervelbed: opschaling, druk, teer vastbed: opschaalbaarheid, brandstofflexibiliteit, teer entrained flow: voorbewerking, rendement 10 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

12 STAND VAN ZAKEN teerverwijdering RME-scrubber, Güssing (A) CHP 2 MW e katalytische reformer, Skive (DK) CHP 5.5 MW e OLGA, Moissannes (F) CHP 1 MW e 11 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

13 STAND VAN ZAKEN teerverwijdering voor SNG voordelen: RME-scrubber: eenvoudig OLGA: goede teerverwijdering, flexibel katalytisch: heet en dus geen koelprobleem kritisch: RME-scrubber: onvolledige teerreductie, olieverbruik OLGA: complex katalytisch: deactivering 12 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

14 STAND VAN ZAKEN overige gasreiniging voordelen: Rectisol: Sulpherox: sorbents: bewezen, goede reiniging van bijna alles bewezen eenvoudig kritisch: Rectisol: Sulpherox: sorbents: duur onvolledig afval 13 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

15 STAND VAN ZAKEN methanisering voor kolenvergassing: Lurgi (zoals in North Dakota) met recycle Haldor Topsøe met hoge-t katalysator en beperkte recycle ICI met hoge-t katalysator voor biomassavergassing: PSI/CTU: wervelbed, combi met shift en reformer voor restant teer, één-staps, ontwikkeld voor combi met indirecte vergasser en RME-scrubber kolensysteem met aanpassingen en/of extra stappen 14 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

16 STAND VAN ZAKEN the bottom line onderdelen van een Biomass-to-SNG plant zijn her en der beschikbaar, maar: foute schaal en/of niet in gewenste combinatie toe te passen en/of laag rendement (= te duur) en/of te geringe brandstofflexibiliteit (= te duur) en/of 15 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

17 GÖTEBORG ENERGI Capacity Natural gas Biogas Town gas Doel: 100 MW SNG in 2012 uit hout t.b.v. transport en WKK 16 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

18 ECN (1) gemaakte keuzen: maximale aansluiting bij bestaande downstream processen (reiniging, methanisering, opwerking) focus op hoog rendement, hoge brandstofflexibiliteit en grote schaal (economie) werkzaamheden: testen/afstemming indirecte vergassing met OLGA teerverwijdering testen additionele gasreinigingscomponenten systeemberekeningen diverse varianten 17 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

19 ECN (2) Lignite-to-SNG (US) 3 H 2 + CO CH 4 + H 2 O gasifier dry ash Lurgi updraft tar removal condensation further gas cleaning CH 4 synthesis gas upgrading Biomass-to-SNG (ECN) 3 H 2 + CO CH 4 + H 2 O gasifier indirect fluidisedbed tar removal OLGA further gas cleaning CH 4 synthesis gas upgrading 18 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

20 ECN (3) status: integrale lab-schaal unit operationeel (~25 kw) integrale pilot-schaal unit in oprichting (~1 MW): vergasser in aanbouw bestaande OLGA wordt in 2008 aangepast overige gasreiniging en methanisering wordt in 2008 bijgebouwd demo (~10 MW) in voorbereiding opstart full-scale plant (100 + MW) over 10 jaar 19 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

21 PERSPECTIEF [% reduction CO2-eq.] 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% cost effectiveness [ /ton CO2-eq] kerncentrales CO 2 opslag wind off-shore bio-sng (20% of NG) situation 2020/2030 in the Netherlands, reference NG price: 4.1 /GJ (oil 25 $/bbl) source data: optiedocument (2006), ECN renewable energy options other CO2-reduction options kilometerheffing [Mton reduction CO2-eq.] Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

22 CONCLUSIES biosng heeft groot potentieel biosng plant bestaat uit op zich bestaande onderdelen maar niet in deze nieuwe combinatie en/of niet op de gewenste schaal en/of met een te laag rendement en/of met een te beperkte brandstofflexibiliteit introductie grootschalige biosng mogelijk over 10 jaar, met mogelijk over 5 jaar al een minder ideaal systeem 21 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift

23 MORE INFORMATION Bram van der Drift e: PO Box 1 t: NL 1755 ZG Petten w: the Netherlands publications: composition database: tar dew point calculator: IEA bioenergy/gasification: Milena indirect gasifier: OLGA: SNG: 22 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift