"Kan hydrogenproduksjon utløse 80 GWh innestengt kraftproduksjon uten nett?"

Transkript

1 Kyrre Sundseth Forsker Nye energiløsninger Kjetil Midthun Seniorforsker Anvendt økonomi Steffen Møller-Holst Markedsdirektør Styreleder H 2 -teknologi Norsk hydrogenforum "Kan hydrogenproduksjon utløse 80 GWh innestengt kraftproduksjon uten nett?" Småkraftdagane Bergen, 21. mars, 2018

2 Småkraftsdagene Smolten et komplett case: H2, O2, varme og innestengt kraft Areas where Norway can play a key role internationally within hydrogen and fuel cells Exporter of H 2 & H 2 -technologies Early user of H 2 in transport & industry 2 Technology for a better society

3 Skandinavias største uavhengige forskningsorganisasjon 2000 Ansatte 70 Nasjonaliteter 4000 Kunder 3,2 MRD NOK Omsetning 500 MILL NOK Internasjonalt salg Blant Europas ledende forskningsinstitutter innen H 2 -teknologi: - Involvert i 25 EU-prosjekter (koord. for 9) siden 2010 (FoU og Demo) - Støtter norsk industri aktivt innen implementering av H 2 -teknologi

4 4 Noen SINTEF-prosjekter

5 Bakgrunn og motivasjon Prosjektet utføres av SINTEF for NVE/Småkraftforeninga våren Utgjør del 3 av et oppdrag som Småkraftforeninga har fått fra NVE under tittelen "Hydrogenproduksjon ved småkraftverk". Motivasjonen er potensialet for utbygging av småkraftverk, samt lønnsom videreforedling av lokale energiressurser via vannspalting og anvendelse av hydrogen, oksygen og varme. 5

6 Prosjektmål Delprosjekt 3, og tidsplan Målsetting: "Å skissere hvordan H 2 -produksjon kan bidra til å realisere utbyggingen av småkraftverkene i Rullestad". Prosjektet skal sette kraftverkseier i stand til å vurdere lønnsomheten av en eventuell investering i et elektrolyseanlegg som et alternativ til å investere i en ny strømlinje, samt kunne foreta kommersielle valg rundt H 2 -produksjon. Kontrakt signert ultimo januar 2018, datainnhenting Modelltilpasning, valg av scenarier, mars/april Simuleringer og sluttrapport leveres våren Bodø

7 Total årlig produksjon (4 anlegg): Ca 112 GWh Marine Harvest AS Kvernhuselva kraftverk 9.3 GWh Håfoss kraftverk 34 GWh Skromme kraftverk 8.9 GWh Bordalen kraftverk 60 GWh Rullestad 7

8 Nettilknytning (Blåfalli - Rullestad) Rullestad Blåfalli Avstand ca 26 km Utbygging kostnadsestimert til: 140 MNOK! 8

9 Marine Harvest AS og Fjæra Smoltproduksjon (7,5 mill/år), Oksygenbehov: 1000 tonn/år, lite variasjon over året. Strømforbruk: 5-7 GWh/år, tilstrekkelig kraft & effekttilgang per idag, ikke for utvidelse. Varmebehov: Kun få måneder i året. Kjøler store deler av året. Begrenset areal tilgjengelig for H 2 -anlegg. Mulig avsetning for hydrogen langs E134 Hovedfartsåre Haukeli / Rogaland Betydelig tungtransport & skip 9

10 Nøkkelfaktorer for kostnader Strømpris (med/uten nettleie?) Elektrolyseanleggets Størrelse (elektrolysør (MW), lagring (MWh)), Utnyttelsesgrad (antall driftstimer/år) Logistikk-kostnader (avstand til markedet) Lagring og transport 10

11 Mikrokraftverk Minikraftverk Småkraftverk Kostnad elektrolyse NEL Alkaline Electrolyser 11

12 Anleggets utnyttelsesgrad Kostnadsestimater ved ulik utnyttelse (kapasitetsfaktor (%)) gitt en kraftpris på 50 øre/kwh (Kilde: SINTEF) Gitt at Småkraft AS' tre kraftverk bygges ut Transportkostnader er ikke medregnet Salg av oksygen/varme kommer i tillegg 12 Pilotskala (1 MW) Småkraft AS' 3 kraftverk (26,5 MW) Pilot fordrer annen sluttbruk av kraft, med mindre nettet forsterkes Scenarier for Rullestad defineres nå

13 Initiativer for produksjon av H 2 Mer småkraft i Rullestad? Store uutnyttede kraftressurser, konsesjoner gitt Høy kostnad for nettforsterning Ligger ved utskipningshavn Utfordringer Lav utnyttelsesgrad av anlegget (antall driftstimer/år) Beskjedent behov for oksygen lokalt (Marine Harvest) Muligheter Regional bruk av H 2 som drivstoff (tungtransport, skip) Utbygging for eksport, H 2 (og O 2?) Berlevåg Innhavet Glomfjord Fosen Tjeldbergodden Hellesylt Meråker Kollsnes Tyssedal Dimmelsvik Mongstad Rullestad Porsgrunn Jelsa Vannkraft Småkraft Vindkraft Naturgass Biprodukt

14 Eksempel på installasjon Brenselcelleanlegg (Hydrogenics) Elektrisitet Hydrogen Oksygen Varme Elektrolyseanlegg, inkludert kompressor H 2 lager (lavtrykk) Stasjonsmodul, inkl. lagring (høytrykk) Dispenser 14 Kilde: NEL

15 Mye innestengt kraft, overgår lokalt behov Utbygging av Småkraft AS' 3 kraftverk kan gi 78 GWh ( GWh) Installasjon av elektrolyse-anlegg for peak power (26,5 MW): 1400 tonn H 2 /år, tilsvarende ca 4 tonn/dag, tonn O 2 /år (11 x Marine Harvests behov per idag) Kan dekke drivstofforbruket til om lag personbiler, 200 lastebiler, 5 ferger/brønnbåter MEN: Lav kapasitetsutnyttelse H 2 -kostnad domineres av investeringskostnader 78 GWh/år H tonnes H 2 /skip 8 skip med H 2 /år Europa? 15

16 H 2 brenselcelle (back-up) Rullestad-prosjektet (NB: Konsesjoner er gitt, ikke bygget) Marine Harvest AS Fjæra/Åkrabotn H 2 -stasjon v /E134 Sentralnett Kvernhuselva kraftverk 8 GWh H 2 H 2 Skromme kraftverk 9 GWh H 2 Eksport Regionalnett Elektrisitet Hydrogen Oksygen Varme 112 GWh Håfoss kraftverk Bordalen kraftverk 34 GWh 60.6 GWh H 2 / O 2 H 2 H 2

17 SINTEFs modell for lønnsomhetsanalyser Tekno-økonomisk modell basert på optimering (Xpress-MP), (+MicroSoft Excel) Modellen finner optimal dimensjonering og drift av systemet Maksimerer nåverdien av investeringene Tar hensyn til systembegrensninger Tar hensyn til dynamikken i systemet Variabel kraftproduksjon, etterspørsel etter oksygen (og hydrogen), varierende kraftpriser Godt egnet til å gjøre sensitivitetsanalyser / scenarioanalyser Hva er effekten av prisendringer, kapasitetsendringer, etterspørselsendringer, design, dimensjoner? God forståelse av de viktigste driverne for lønnsomheten i prosjektet og et godt beslutningsgrunnlag 17

18 Konklusjoner fra Delprosjekt 2: Investering i et elektrolyseanlegg v /Smolten AS vil kunne gi en positiv avkastning*! Kostnad for H 2 = ~ 60 NOK/kg, mulig salgspris på 72 NOK/kg Potensiale for salg av hydrogen med liten fortjeneste Oksygen og varme som produseres kan nyttiggjøres men begrenset etterspørsel etter H 2 i regionen i en tidlig fase, inntektssiden er usikker (investeringsrisikoen er høy). *Gitt de antakelser som ble gjort / begrensede ressurser. 18

19 [MNOK/år] Eksempel på resultat fra modell (fra Smolten) Potensielt overskudd Årlig inntekt fra salg av H2 Fortjeneste = 0.6 MNOK/år Årlig kostnad for å produsere H2 Break-even = 41.4 tonn (resultat = 0) 1.4 Potensielt underskudd Mengde omsatt H2 [tonn/år]

20 [MNOK/år] Eksempel på resultat fra modell (fra Smolten) Potensielt overskudd Årlig inntekt fra salg av H2 3.0 Break-even = ~ 23 tonn (resultat = 0) Break-even = 41.4 tonn (resultat = 0) Offentlig støtte ~ 40 % (må avklares!) 1.4 Potensielt underskudd Mengde omsatt H2 [tonn/år]

21 Oppsummering 21 Store uutnyttede kraftressurser tilgjengelig i Rullestad (konsesjoner er gitt) Kostnadene for å etablere av ny kraftlinje er estimert til 140 MNOK H 2? Vurderinger av et mulig elektrolyseanlegg i Rullestad er nylig innledet Lokal bruk av H 2 /O 2 og varme er begrenset eksport ut av området Rammeverket for simulering av et elektrolyseanlegg er under ferdigstillelse Scenarier for mulig positiv avkastning (business cases) defineres nå Simuleringer m/sintefs optimeringsmodell i april rapportering Anbefalinger for videre arbeid vi bli gitt

22 Takk til: NVE og Småkraftforeninga for oppdraget Småkraft AS, Salgs- og markedssjef Halvard Tesdal Marine Harvest, Lars Håkon Sandvold Kolleger i SINTEF: Kyrre Sundseth/Kjetil Midthun 22

23 Teknologi for et bedre samfunn