Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
FutureGas- De første foreløbige resultater
Professor Poul Erik MorthorstSystems Analysis Division
15.November 2018
Ny IPCC Rapport
• Temperaturen er steget 1 0C det sidste århundrede
• Pt stiger temperaturen med 0,2 0C per årti
• Vi når 1,5 0C niveau'et 12-34 år fra nu
1,50C niveau'et
• 45% CO2 reduktion i 2030 sammenlignet med 2010
• Nul CO2-emissioner i 2050
20C niveau'et
• 20% CO2 reduktion i 2030 sammenlignet med 2010
• Nul CO2-emissioner i 2070
The Emissions Gap Report 2017om Paris-aftalen
• Der vil være et significant emissionsgab i2030
• Forpligtelserne dækker kun 1/3 af de nødvendige reduktioner for at opfylde1,5 0C målet “Seventeen of the 18 warmest years on
record have all been during this century" - Petteri Taalas
Hvordan kan gassen hjælpe os med at
opnå de nødvendige drivhusgas-reduktioner?
Centrale spørgsmål
• Kan vi producere og bruge gas uden væsentlige drivhusgas-emissioner?
• Udslip af metan kan være en show-stopper!
• Hvordan skal vi bruge den vedvarende gas i energisystemet?
• Skal VE-gasser injiceres i gas-nettet eller skal vi bruge dem på anden måde?
• …herunder skal vi opgradere eller metanisere?
• …og skal vi bruge gas-nettet som vi gør i dag?• Kan vi fuldt udnytte det eksisterende net?• ….eller skal vi afgrene og lave separate del-net?
• Hvilke muligheder og begrænsninger giver/sætter energisystemet for den fremtidige anvendelse af gas?
• Det vil vores energimodeller give svar på…..
15.November 2018
15.November 2018
Metan-udslip fra maritim anvendelse
Methane Slip Operation [%]
2010 2016Dual-fuel engines 8 4.1Dedicated gas engines 4.4 2.3High Pressure Direct Injection HDPI 0.4Sources: Calculation from Dejene Assefa Hagos based on Stenersen and Thonstad 2017 / Corbett et al. 2015
Source: Schnack and Krüger 2015
Resultat fra WP2 - gaskedler
15.November 2018
Emission fra gaskedler - best case/worst case
15.November 2018
Relative CH4 loss for 2,5 Wh/ss1000 2000 6000 10000 15000 20000 35000
Heat dem. 5000 0,07% 0,14% 0,42% 0,70% 1,05% 1,40% 2,45%kWh/year 10000 0,04% 0,07% 0,21% 0,35% 0,53% 0,70% 1,23%100% eff 15000 0,02% 0,05% 0,14% 0,23% 0,35% 0,47% 0,82%
20000 0,02% 0,04% 0,11% 0,18% 0,26% 0,35% 0,61%25000 0,01% 0,03% 0,08% 0,14% 0,21% 0,28% 0,49%
Relative CH4 loss for 1 Wh/ss1000 2000 6000 10000 15000 20000 35000
Heat dem. 5000 0,02% 0,04% 0,12% 0,20% 0,30% 0,40% 0,70%kWh/year 10000 0,01% 0,02% 0,06% 0,10% 0,15% 0,20% 0,35%100% eff 15000 0,01% 0,01% 0,04% 0,07% 0,10% 0,13% 0,23%
20000 0,01% 0,01% 0,03% 0,05% 0,08% 0,10% 0,18%25000 0,00% 0,01% 0,02% 0,04% 0,06% 0,08% 0,14%
Reduktion af UHC emission under opstart og nedlukning-Erfaringer fra gasmotorer
Opstart Nedlukning
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
00:00:00 00:07:12 00:14:24 00:21:36 00:28:48Time
UH
C /
ppm
Original settingsModified 1 (UHC focus)Modified 2 (NOx focus)
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
00:00:00 00:03:36 00:07:12 00:10:48 00:14:24Time
UH
C /
ppm
Original settings
Modified 1 (UHC focus)
Modified 2 (NOx focus)
Kilde: Faster CHP gas engine start with less emission, Project report 2. DGC report R0710. 2010.
15.November 2018
Konklusion på metan-udslip
• Vi skal have fokus på metan-lækage• Vi kan forventeligt nedbringe metan-
udslip på en række områder• Der kan være anvendelser, hvor vi må
undlade at bruge gas
Hvad gør vi med VE-gassen?
15.November 2018
Distribution af renset, men ikke konditioneret VE gas
• Injection af VE gas i mindre målestok i gas-nettet
• Forsyne større forbrugere direkte med VE-gas
• Modificere (dele af) eksisterende net• Tilpasse net og apparater til en anden gaskvalitet (VE- gas
kvalitet)• Afgreninger af nettet
Grøn gas i transmissions-systemet
Den basale ide:
•Transmissions systemet er gas-systemets motorvej. Der er høj gennemstrømning.
•Derfor kan betydelige mængder af gas injiceres og gennem fortynding opnår vi en tilfredstillendekvalitet
Er det tilfældet?
15.November 2018
Biogas injiceret i transmissios-systemet
Spec. NG(2016)
BiogasPossibleshare
(vol.)
Wobbe index MJ/m3(n)(25/0 °C) 47.5 54.8 24.6 24%
CO2 2.5% 0.99% 40% 4%
Relative density, max 0.7 0.64 0.94 20%
Svarende til 2.1 % på energi basis
15.November 2018
Flows i det danske transmissions-system
15.November 2018
Injicering af VE-gas
• Flow i det danske transmissionsnet tillader kun injicering af små mængder renset (men ikke
opgraderet) VE-gas
Hvad så med direkte brug hos store forbrugere?
15.November 2018
Store forbrugere-Industri
15.November 2018
Direkte anvendelse af VE-gas
• Kun få storforbrugere har en varighedskurve, der gør direkte
anvendelse interessant• Må vurderes i hvert enkelt tilfælde
Afgrening af net
Case – Jebjerg• Et distributionsnet og et biogas-anlæg
Biogas
15.November 2018
Omkostninger
Forced: All domestic boilers are replaced instantaneouslyContinuously: Domestic boilers are replaced successively at end of technical lifetimeContinuously/flare: Domestic boilers are replaced successively at end of technical lifetime, surplusbiogas is flaredBiogas upgrading: As today – Reference case
15.November 2018
Resultater af forskellige scenarier
15.November 2018
Separate net
• Det er billigere at opgradere end at omstille apparater og net
• Opgraderingen er mere fleksibel
Omkostninger ved produktion af VE-gas
15.November 2018
Transport fuel mix
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
LATESPRINT MARATHON
PJ
Milestone years
Transport fuel mix
Natural gas
MGO
LPG
LNG
Kerosene
HFO
Gasoline
Biogasoline
Electricity
Diesel
Biodiesel
Upgraded biogas
15.November 2018
Highlights….
Hybrid case: Elektrisk varmepumpe plus gas-kedel
Gaskedel dækker 9,6% af varmeforbruget
15.November 2018
Highlights….
Foreløbigt resultat – støtte af biogas• Støttesystem for biogas
• Krav• Fremme investeringer og effektiv drift• Sikre at biogas "slider" ned af lærekurven• Facilitere eksport/import - "grøn værdi" over grænsen• Sikre at alle miljømæssige fordele og ulemper er medregnet
15.November 2018
Biomethane
Manure treatment
Biogas production + upgrading
FIT for manure
Technology neutral auction for green gases
+ Certifikat
Highlights….
Hvor vil gas være vigtig i transitionsfasen??
•Behov for at balancere sol og vind• Gas et excellent brændsel til dette formål• Transmissionforbindelser kan gøre ganske meget….
•I perioder med lav vind behøver vi back-up• Centrale og/eller decentrale kraftværker, der kører på gas?• Korte perioder = Gasturbiner?
•Sæson- og langtidslagring• På kort sigt behøver vi måske ikke gas…
•Gas i Industri, Transport and Varme• Hybrid case til opvarmning er interessant• Den tunge transport
15.November 2018
Tak for jeresopmærksomhed
Professor Poul Erik MorthorstSystems Analyses Division
DTU Management Engineeringe-mail: [email protected]
15.November 2018