Biokraft Er teknologien effektiv nok?

Transkript

1 Biokraft Er teknologien effektiv nok? Lars Sørum Forskningssjef SINTEF Energi/Senterleder for CenBio SINTEF Seminar

2 Innhold 1. Bioenergi i Norge, EU og internasjonalt 2. Hva er biomasse og hva skal vi bruke den til? 3. Hvordan produserer vi kraft fra biomasse og hva er status på elektrisk virkningsgrad? 4. Hvor går utviklingen? 5. Et par betraktninger om smått eller stort 6. Viktige betraktninger for realisering av biokraft 2

3 Bioenergi Verdens største bidragsyter til fornybar energi i dag! Internasjonalt: Mer enn ¾ av all fornybar energi er bioenergi Verdens nest største fornybare kraftprodusent (etter vannkraft) 25-33% av det primære energibehovet kan komme fra bærekraftig bioenergi i 2050 EU Bidrar med 2/3 av dagens fornybare energi produksjon Bioenergi i målet: 70% Norge 14 TWh bioenergi i dag (hovedsakelig varme) Potensial: 45 TWh Målsetting i 2020: Dobling til 28 TWh! 3

4 Hva skal vi bruke biomassen til? Smelteverk Trebearbeidende industri 4

5 Kraftmix i EU 5

6 6

7 Elektrisk virkningsgrad for større anlegg Fossile brensler: Naturgass: ~60% Naturgass med CO 2 fangst: ~50% Kullfyrte anlegg:~40% Biomasse og avfall som brensel: Biomasse: ~30% Avfall: ~20%

8 Elektrisk virkningsgrad

9 Hvorfor har vi lav elektrisk virkningsgrad? Korrosjon!

10 Varme, kraft eller begge deler? Handbook of biomass combustion and co-firing, 2008

11 Teknologioversikt Dampbaserte (brensel: fast, flytende, gass): Dampturbiner Dampmotorer Andre indirekte (brensel: fast, flytende, gass): Organic Rankine Cycle (ORC) Organisk medium Stirlingmotor Helium Varmluftsturbin Luft eller helium Basert på forbrenning/kjemisk konvertering av flytende/gass: Gassturbiner Mikroturbiner Gassmotorer Brenselceller Konverteringsteknologier: - Forbrenning - Gassifisering - Pyrolyse - Anaerobisk nedbrytning

12 Små-skala kraftvarme produksjon Kilde: OPET Network technology paper 2

13 Kapasitet for el. utbytte som funksjon av type anlegg Kilde: Biomass CHP best practice guide

14 Utvikling innen kraftproduksjon Fastrist gassifisering + mikroturbin Fastrist gassifisering + stirling motor Stirling motor Fastrist gassifisering + gass/dieselmotor Høy-temperatur brenselcelle Gassmotor Mikroturbin Fastrist/fluidised bed gassifisering & sambrenning i naturgass motorer Mikroturbin med rekuperator Gassifisering + brenselcelle + gassturbin og/eller dampsyklus Atmosfærisk gassifisering + indirekte gassturbin syklus Forenklet IGCC basert på trykksatt gassifisering Gassturbin Lang sikt Fastrist gassifisering + dampturbin 0, Størrelse [MW el ] Fluidised bed gassifisering koblet til eksisterende kull- eller oljekjeler

15 Eksempel på små-skala kraftproduksjon - Stirlingmotor Stirling motor demonstrasjonsanlegg på Amagerforbrænding, København Eies av Stirling Danmark A/S Demonstrere potensialet til Stirlingmotor teknologi som erstatning for dieselgeneratorer og andre kraftproduserende teknologier Anlegget er konstruert i 3 standard containere. Fleksibelt, enkel transport til byggetomt, rask oppstart Stirlingmotor og updraft gasifier 35 kw el, 140 kwth Brensel: Flis, olivensteiner etc 360 keuro 35 kw 1000 keuro 4x35 kw 28 % motor elvirkningsgrad 18% netto elvirkningsgrad

16 Storskala - Avedøre Avedøreværket består av to kraftverksblokker, Avedøre 1 fra 1990 og Avedøre 2 fra Samlet produksjonskapasitet 810 MWel og 861 MWvarme Eies av Dong Energy Avedøre 1 benytter primært kull Avedøre 2 er et av verdens største multibrenselanlegg og kan fyre med mange forskjellige former for brensel: naturgas, olje, halm og trepellets Avedøre 2's anlegg består af flere deler, som i kombinasjon med hverandre gir en rekordhøy utnyttelse av energien i brenselene, opp til 94% i form av el og varme og elvirkningsgraden er på hele 49%, hvilket gjør blokken til en av verdens mest effektive Avedøre 2 består av En hovedkjel som brenner olje, naturgass og trepellets En biokjel som brenner halm (25 tonn/time) To gassturbiner En dampturbin

17 FoU utfordringer Øke elektrisk virkningsgrad Øke kostnadseffektiviteten Øke brenselfleksibiliteten Øke automatiseringsgraden 17

18 Viktige betraktninger for realiseringen av biokraft Biokraft er stabil og leveringssikker kraft Biokraft kan både bli mer effektiv og billigere, dvs potensialet for konkurransedyktig biokraft øker Eneste form for kraftproduksjon som kan gi negative CO 2 utslipp Biokraft vil være en del av løsningen sammen med andre former for bioenergi 18

19 19