ECN-M--07-069 GROEN AARDGAS via VERGASSING A. van der Drift Gepresenteerd tijdens het Minisymposium Groen Gas, Maarssen, 28 juni 2007 Augustus 2007
GROEN AARDGAS via VERGASSING Bram van der Drift www.ecn.nl
BIOMASS to SNG hout, gras, stro, residuen, (liefst droog) vergassing, gasreiniging, synthese, opwerking groen aardgas 2 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
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
PERSPECTIEF [% reduction CO2-eq.] 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 300 300 cost effectiveness [ /ton CO2-eq] 200 100 0-100 -200 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 200 100 0-100 -200-300 kilometerheffing 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 [Mton reduction CO2-eq.] -300 20 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift
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
MORE INFORMATION Bram van der Drift e: vanderdrift@ecn.nl PO Box 1 t: +31 224 56 4515 NL 1755 ZG Petten w: www.ecn.nl the Netherlands publications: www.ecn.nl/publications composition database: www.phyllis.nl tar dew point calculator: www.thersites.nl IEA bioenergy/gasification: www.gastechnology.org/iea Milena indirect gasifier: www.milenatechnology.com OLGA: www.olgatechnology.com SNG: www.biosng.com 22 Groen Aardgas via vergassing Bram van der Drift