Methanisering voor Power to Gas: een case studie Methanisation for Power to Gas: a case study



Vergelijkbare documenten
Interreg IVA-project: p. 1 CO 2 en CH 4 als dragers voor regionale ontwikkeling DEEL V: Deel V Case studies

Economische perspectieven voor waterstof invloed van elektriciteits- en gasmarkt en klimaatbeleid

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 11/12/2014

CO 2 capture overview

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 16/11/2015

Waterstof. Niets nieuws! Ton van Wingerden. 7 februari 2019 SAFER, SMARTER, GREENER

bedrijf Locatie eindproduct Status keuringsattest Acterra Eke Groencompost Voorlopig keuringsattest 28-feb-14

Titel: The impact of net metering regulations on the Dutch solar PV market

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 6/09/2018

Duurzaamheid Praktijkcase circulaire economie (Apollo Vredestein) APOLLO Vredestein BV

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 11/04/2014

Feedback WG System Operations 21 November 2012

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 13/06/2014

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 17/02/2017

Governance Energietransitie Haven en Industrieel Complex Rotterdam Moerdijk. Huibert van Rossum Adviseur External Affairs Havenbedrijf Rotterdam N.V.

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 12/08/2014

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 14/06/2018

Update Renewable Energy in the Netherlands. Maarten Arentsen University of Twente

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 10/04/2019

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 11/03/2019

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 11/01/2019

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 9/08/2019

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 20/11/2017

HOTCO2: alternatief voor de WKK en ketel in de tuinbouw

Biomethaan installaties in België?

Overzicht keuringsattesten Vlaco - situatie op 9/07/2019

Duurzame Energie, integratie met opslag

SERBIA PERSPECTIVE JP SRBIJAGAS. Milan Zdravković. IENE: Opening Up the West Balkans Market Belgrade,

Biogas inzetten voor duurzame mobiliteit. technische en financiële haalbaarheid

Welkom aan Ondernemerskontakt DE HURK. Eindhoven, October 7, Diederick Luijten

Methanol. De toekomstige biobrandstof? CCS Dr. Ir. René Cornelissen Zwolle, 14 oktober 2010

STRATEGO: Coaching session

Uitwegen voor de moeilijke situatie van NL (industriële) WKK

Digestaatbehandeling en recirculatie: invloed op de anaerobie

TGC in Flanders. Analysis and Results.

Flood risk developments in the Rhine Basin and its Delta

GROEN GAS HEEFT DE TOEKOMST en de toekomst begint nu

Experiences with ATES applications in Belgium Operational results and energy savings

Nuon Magnum. Een volgende stap in de energietransitie. Rien van Haperen, Project Directeur Nuon Magnum. Utrecht, 6 december 2006

Kennisdeling: Duurzaamheid van vergistingsprocess

ECN Lunchcolloquium. EnTranCe: the Energy Transition Centre. November 3, 2014 Wim van Gemert

INDC Suriname : Renewable Energy

Competencies atlas. Self service instrument to support jobsearch. Naam auteur

E-RATIONAL is a BEP Europe division E-RATIONAL Ten Briele Brugge Belgium T F

Komt CCS op tijd of haalt duurzame energie in? Pieter Boot Vijfde nationaal CCS Symposium 25 juni 2010

Wilt u verder rekenen of gegevens wijzigen? Importeer de pdf dan in de Calculator.

CCR - Straatsburg 24 april 2013

Shell NL & Shell New Energies

Toolbox for Circle Regions. UrbanWINS Webinar

Agenda: Rotary Industry Group

Welkom Kiemt Najaarscongres. 09 oktober 2017 SO FAR SO GOOD? Creative Energy in Progress

Hydrogen Roadmap. VEMW Energiedag, Rotterdam, June 7, Jörg Gigler & Marcel Weeda TKI Nieuw Gas

Dynamic Asset Management (DYNAM) Functional System Design

Waterstof uit elektrolyse voor maatschappelijk verantwoord netbeheer

NEW BUSINESS. Guy Konings

De noodzaak van waterstof. InnoTeP 2017 Jochem Huygen.

Delta Programme Freshwater

Making new energy flow. Eén platform voor jouw energie

Kosten en baten van walstroom voor zeeschepen in Nederland. Den Haag, 17/12/2015

Duurzame Warmte uit Biomassa

Deltaplan Waterstof. Heeft waterstof de toekomst? De zin en onzin, kansen en ontwikkelingen belicht. Dagvoorzitter: Eric Kouters

Cluster Power to Gas

De waterstofeconomie en Noord-Nederland

MANHATTAN RENTAL MARKET REPORT

Future of the Financial Industry

Energie voorziening op weg naar duurzaamheid: biomassa? Chris Westra.

Praktische duurzaamheidsoptimalisatie van productieprocessen met behulp van materiaalstroom en levenscyclus analyse

Bijeenkomst Circulaire Economie 16 februari 2018

Developments in SWAT modelling

Power-naar-methaan (P2M): het alternatief van de biologische route

Business Case Logistieke Automatisering

Hernieuwbare brandstoffen in transport. en de bredere betekenis van bioraffinage

University of Groningen. Techno-Economic Modelling of Biogas Infrastructures Hengeveld, Evert Jan

Power to Power Energy management systems for local grids

Klimaatneutraal bouwen in de praktijk. 1. Uitdaging klimaat. klimaatverandering

KOSTPRIJSANALYSE WINDENERGIE OP LAND

MANHATTAN RENTAL MARKET REPORT

BREEDVELD & WEAVER HYDRAULICS

Technology Investment Risk Profiling bij Duurzame Energie Projecten

Uitdagingen en oplossingen voor waterstof als optie voor lange termijn energieopslag

ARTIST. Petten 24 September More info:

Titelstijl van model bewerken

Concept development. Haga Hospital. 17 september 2015

SLACHTOFFER CYBERPESTEN, COPING, GEZONDHEIDSKLACHTEN, DEPRESSIE. Cyberpesten: de implicaties voor gezondheid en welbevinden van slachtoffers en het

Juni

Issues in PET Drug Manufacturing Steve Zigler PETNET Solutions April 14, 2010

Water elektrolyse Van industrieel proces tot bouwsteen voor de integratie van hernieuwbare energie

How to get the consumer in the driver s seat

Europese subsidies Projectgroep Biomassa & WKK, Utrecht 13 februari Mark Strootman

Voorbereidingsdagen 15 en 16 augustus 2012 NSC C1

CO2 uit biogas Toepassing glastuibouw. Presentatie door Jeroen de Pater - Gastreatment Services 10 september 2009

ENERGY FOR DEPARTMENT OF DEFENSE INSTALLATIONS. JOSEPH CORRIGAN, PE Kelley Drye & Warren

ROTTERDAM BIOPORT. Frans Jan Hellenthal Business Developer Havenbedrijf Rotterdam 8 december 2011

Potentieel van waterstof binnen smart grids

Micro-CHP: Overview of Technologies and Markets

Milieuvriendelijke wagens Fiscaal regime. Woensdag 20 mei 2015

DUURZAME DATA-PARKEN HET FUNDAMENT VAN EEN SCHAALBARE SMART CITY-STRATEGIE

meerwaarde, ook een economische meerwaarde Francies Van Gijzeghem projectleider Bio-Energie platform

Lezing FHI te Leusden

Transcriptie:

Methanisering voor Power to Gas: een case studie Methanisation for Power to Gas: a case study Faculty of Bioscience Engineering Hilde Vandecasteele 23 June 2009

Biogas upgrading Biological upgrading Assets for West-Flanders Casestudies Content of presentation

Biogas upgrading - composition Component Hoeveelheid Effect(en) CH 4 45 85 Vol% Energy carrier CO 2 25 50 Vol% Lowering caloric value Better methane number Can produce corrosive hydrogencarbonate in combination with water. H 2 S 0 2 Vol% Corrosive Highly damaging to motor SO 2 < 0,1 Vol% Noxious emission N 2 O 0 5 Vol% Lowering motor preformance Waterdamp 1 5 Vol% Corrosion Dangerous when freezing O 2 0 2 Vol% Explosive N 2 0 2 Vol% Inert siloxanen 0 50 mg/m³ Abrasive depositions of SiO 2 stofdeeltjes Clugs pipes, etc

Biogas upgrading Three Strategies 1. Removing the CO2 2. Addition of reduced substrates in the reactor 3. Additional post-methanation (chemical of biological)

Biological upgrading - Partial pressure Law of Henry: p = k h *c Henry-constants biogas components: CO2 0.35 mol/kg*mpa NH3 610 mol/kg*mpa H2 0.0078 mol/kg*mpa CH4 0.014 mol/kg*mpa

Biological upgrading direct H2 injection (strategy 2) Strevett et al. 1995 Luo et al. 2011 Casier, 2012 Voets (2013) onderzoek HOWEST How to inject H2 is the problem due to low solubility

Biological upgrading specific reactor (strategy 3) Cfr. Syngas (CO en H2) research preformed CSRT looks the most logical (Rittmann et al. 2013) 3 cases Electrochaea Krajete MicrobEnergy

Biological upgrading

Assets for (West)-Flanders

Assets of (West)-Flanders Biogasinstallation Municipality Installed power Permit capacity (ton/a) (kwe) Agrikracht Moorslede Moorslede 1.486 48.000 Agrikracht Rumbeke Rumbeke 835 35.000 Ampower Egem 7.445 180.000 Barts Potato Company Vleteren 1.666 60.000 Bio-Electric bvba Beernem 2.461 60.000 Biomass Center (Ieper) bvba Ieper 2.085 50.000 Digrom Energy nv Ardooie 1.486 44.000 IVVO Ieper 1.408 50.000 Leiestroom nv Menen 4.500 95.000 Senergho bvba Hooglede 1.064 45.000 Shanks Vlaanderen Roeselare 4.024 40.000 Veurne Snack Foods Veurne 732 7.500 Waterleau New Energy Ieper 3.192 120.000

Nutrient issues for West-Flanders

Technical-economical model: 2 scenario s Buffering of hydrogen Casestudy Selection of feasible sites:

Casestudy- Calculations (model)

Casestudy- Calculations (model) Input Elektrolyse Elektriciteit inname van net draaiuren/jaar (elektrolyser) draaiuren (waterstofbuffer) draaiuren/jaar (methanatie) draaiuren/jaar (vergister biogas) specifiek grondgebruik elektrolyse specifiek grondgebruik methanatie grootte elektrolyser ogenblikkelijke waterstofproductie zuurstofproductie waterbehoefte elektrolyser watertransport met gas totaal energie inname/jaar totaal waterstof/jaar totaal zuurstof/jaar totaal waterbehoefte/jaar grondgebruik elektrolyse Waterstofbuffer Methanatie gemiddeld daggebruik buffer technische buffer gemiddelde waterstofoutput gebufferde waterstof grootte methanatie unit waterproductie methanatie methaanproductie uit waterstof koolstofdioxide voor methanatie waterstof niet omgezet koolstofdioxide niet omgezet biogas aanvoer voor methanatie niet omgezet gas in methanatie zuiverheid gas uit methanatie Onderdeel CAPEX OPEX Elektrolyse 1000 /kw 4,5% van CAPEX Waterstofbuffer 44 /Nm³ 0,04494 /Nm³ Methanatie 500 /Nm³ reactor 10% van CAPEX Voorbereidingskosten werken 5% investering n.v.t. Inkomsten Methaan 0,535 /Nm³ Zuurstof 0,8 /Nm³

Casestudy- Calculations (model) Economical goals set: Debt/equity = 75/25 IRR = 12% Loan = 10 years Outcome: electricity price

Casestudy - Hydrogen buffering Off peak production 100 50 0 0 6 12 18 24 Price ( /MWh) 50 100 150 200 250 Time (h) June 16 2013 October 19 2013 December 31 2013

Casestudy - Scenario 1: Decentralized 650 Nm³/h biogas (60% CH4) No buffer 2/3 buffer electrolyser 6000 kw 18000 kw Instant hydrogen 1083 Nm³/h 3251 Nm³/h production Oxygen production 541 Nm³/h 1625 Nm³/h Methane production 261Nm³/h from H 2 Reactor volume 1390 m³ CAPEX 7.172.965 20.980.706 OPEX 4.211.957 in year1 4.787.464 in year 1 Income 5.023.354 in year 1 5.023.354 in year 1 Electricity price cap 0,07323 /kwh 0,02707 /kwh

Casestudy - Scenario 2: Centralized 2000 Nm³/h biogas (60% CH4) Scale advantage: 10% No buffer 2/3 buffer electrolyser 18250 kw 54750 kw Instant hydrogen 3297 Nm³/h 9890 Nm³/h production Oxygen production 1648 Nm³/h 4945 Nm³/h Methane production 795 Nm³/h from H 2 Reactor volume 4228 m³ CAPEX 19.834.336 58.014.831 OPEX 13.035.732 in year 1 8.716.799 in year 1 Income 15.279.368 in year 1 15.279.368 in year 1 Electricity price cap 0,08279 /kwh 0,03663 /kwh

Selection of feasible sites Location Installed wind power (MW) Installed solar power (installations >10kW) (MW) Roeselare-Beveren 4 MWe Izegem: 12,6 13,7 Izegem: 2,6 Menen 4,5 MWe 4,6 7,5 Ieper 6,6 MWe 20,7 9,1 Pittem 7,45 MWe 0 2,5

Casestudy - Selection of feasible sites Roeselare Ieper

Shanks Vlaanderen Next to Mandel river 4 Mwe 587 Nm²/h biogas 32,5% CO2 Casestudy - Roeselare

Fairly the same as scenario 1 Casestudy - Roeselare No buffer 2/3 buffer electrolyser 4400 kw 13200 kw Instant hydrogen 795 Nm³/h 2385 Nm³/h production Oxygen production 397 Nm³/h 1192 Nm³/h Methane production 192Nm³/h from H 2 Reactor volume 641 m³ CAPEX 5.026.310 15.081.986 OPEX 3.115.222 in jaar 1 1.977.736 in jaar 1 Income 3.683.793 in jaar 1 3.683.793 in jaar 1 Electricity price cap 0,07447 /kwh 0,02860 /kwh

Biomass Center Ieper 2,1 Mwe Waterleau 3,1 Mwe IVVO 1,4 Mwe Casestudy - Ieper 900 Nm³/h biogas 40% CO2 - estimated

Casestudy - Ieper Smaller then scenario 2 Scale advantage: 4,5% No buffer 2/3 buffer electrolyser 8250 kw 24750 kw Instant hydrogen 1490 Nm³/h 4470 Nm³/h production Oxygen production 745 Nm³/h 2235 Nm³/h Methane production 360 Nm³/h from H 2 Reactor volume 1911 m³ CAPEX 9.438.112 27.606.193 OPEX 5.839.483 in jaar 1 3.784.331 in jaar 1 Income 6.907.111 in jaar 1 6.907.111 in jaar 1 Electricity price cap 0,07753 /kwh 0,03137 /kwh

General SWOT Strenghts Staffed and experienced personnel in biological processes Cluster: risk spreading, scale advantage, input/output flexibility Opportunities Increasing power of solar and wind Good natural gas grid Available fleet for biomethane valorization Market changes adding flexibility Weaknesses Bad investment climate in biogas sector Long term strategies missing in most biogas companies Costs of electrolysis Market readiness Land use Threats Competition for other hydrogen purposes Competition with fysicochemical biogas upgrading Cluster: internal competition, crossing public domain

University of Ghent - LiWet www.biogas-e.be Jonathan De Mey jonathan.demey@ugent.be jonathan.de.mey@biogas-e.be +32(0)476509253 QUESTIONS?