Hydrogenproduksjon ved småkraftverk: Case studie Rotnes Bruk (IFE/KR/E-2017/001) Institutt for energiteknikk. Øystein Ulleberg, Forskningsleder

Transkript

1 Hydrogenproduksjon ed småkrafterk: Case studie Rotnes Bruk (IFE/KR/E-2017/001) Øystein Ulleberg, Forskningsleder Institutt for energiteknikk Jan Carsten Gjerløw JC Småkraftdagene, Gjerløw 29. Consult mars 2017, Staanger

2 Innhold 1. Introduksjon 2. Distribusjon og anendelse a hydrogen fra Rotnes Bruk 3. Potensial for H2-produksjon fra Rotnes Bruk 4. Vurdering a potensialet for H2-produksjon fra småkraft 5. Konklusjoner og forslag til idere arbeid 2

3 Rotnes Bruk, Nittedal 3

4 Prosjektbeskrielse 1. Oerordnet design for et lokalt hydrogenproduksjonsanlegg ed Rotnes Bruk 2. Estimere inesterings- og driftskostnader (budsjett) 3. Estimere inntekter (utleiepris operatør a H2-stasjoner) 4. Analysere muligheter for lokal/regional bruk a hydrogen Beskrie samarbeidsmuligheter med distributører og andre 5. Bidra til inesteringsbeslutning (for krafterkseier) 4

5 Prosjektbeskrielse Baserer seg delis på IFE/KR/E-2016/001 mulighetsstudie fra 2016 Oppdragsgier: NVE / Småkraftforeninga Hydrogenproduksjon fra Rotnes bruk 5

6 Konsept 6

7 Metode Case Studier 1. Lokal H2-produksjon -kompresjon og H2-lager, uten egen H2- stasjon 2. Lokal H2-produksjon -kompresjon og H2-lager + lokal H2-stasjon Scenarier A. Høy strømkostnad (0,45 NOK/kW), med inesteringsstøtte (50%) B. Høy strømkostnad, uten inesteringsstøtte. C. La strømkostnad (0,25 NOK/kW), med inesteringsstøtte. D. La strømkostnad, uten inesteringsstøtte. 7

8 Systembeskrielse EL H2 H2 8

9 Kraftproduksjon, Rotnes Bruk ( ) Kraftproduksjon for fire ulike effektområder År 0-49 kw kw kw kw Totalt MWh Gjennomsnitt Driftstimer for fire ulike effektområder 9

10 10 Vannelektrolyse Spesifikke inesteringskostnader (småskala) Rotnes Bruk Maks. H2-produksjon: ca. 30 Nm3/h (60 kg/dag)

11 11 Simuleringserktøy

12 12 Hydrogenproduksjon Gjennomsnittlig arlig H2 produksjon: ca kg/ar, eller ca. 230 kg/uke, ca 33 kg/dag. (Kapasitet Uno-X stasjon i Sandika: 200 kg H2/dag) Å r k W k W k W k W T o t a l t k g G j e n n o m s n i t t

13 13 Hydrogenproduksjon Vannelektrolyse ed ariabel kraftproduksjon

14 14 Resultater Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Case 1 83 NOK/kg 125 NOK/kg 66 NOK/kg 109 NOK/kg Case NOK/kg 199 NOK/kg 105 NOK/kg 182 NOK/kg Case Studier 1. Lokal H2-produksjon -kompresjon og H2-lager, uten egen H2-stasjon 2. Lokal H2-produksjon -kompresjon og H2-lager + lokal H2-stasjon Scenarier A. Høy strømkostnad (0,45 NOK/kW), med inesteringsstøtte (50%) B. Høy strømkostnad, uten inesteringsstøtte. C. La strømkostnad (0,25 NOK/kW), med inesteringsstøtte. D. La strømkostnad, uten inesteringsstøtte.

15 15 Resultater Scenario A Scenario B Scenario C Scenario D Rotnes Case 1 83 NOK/kg 125 NOK/kg 66 NOK/kg 109 NOK/kg Transportør H2-stasjon 25 NOK/kg 20 NOK/kg Totalt Case NOK/kg 170 NOK/kg 111 NOK/kg 154 NOK/kg Merknad! H2-kostnad i denne studien (154 NOK/kg) er høyere enn i forrige IFE-studie (72 NOK/kg); årsak til aik: Mer detaljert teknisk analyse og kostnadsberegninger: 1. Vannelektrolyse (container + hjelpesystemer) 2. Hydrogenlager (komposittanker) 3. Frakt a hydrogen (Case 1)

16 16 Diskusjon Konkurransedyktighet Lokal H2-produksjon fra småkraftanlegg (med høy utnyttelse) kan ære konkurransedyktig med storskala H2-produksjon (med liten utnyttelse) i oppstarten a markedet (de neste 10 år). Hoedfaktorer for lønnsomhet: 1. Vannføring (tilgjengelighet på kraft) 2. Strømkostnad (elektrisitetspris) 3. Atale med operatør a H2-stasjon (omsetning a H2)

17 Diskusjon egenskaper ed Rotnes Jen annføring kan gi jen H2 produksjon Tett befolket område, gir potensielt høy etterspørsel Lokalisering ed hoedei (Riksei 4) gjør at egen stasjon er et reelt alternati Lett tilgjengelighet gir gode transportmuligheter Kort astand til eksisterende H2 infrastruktur (kunder) Oslo og Akershus har høye ambisjoner med egen hydrogenstrategi, og Akershus fylkeskommune planlegger å støtte (etablering) og drift a infrastruktur Dette er blant faktorene som bør ses på når man urderer potensialet for bruk a småkraft til H2 produksjon 17

18 18 Konklusjoner Hydrogenproduksjon fra små småkrafterk il kree inesteringsstøtte, og trolig også noe driftsstøtte i tidlig fase Lokale småskala annelektrolyseanlegg (200 kw) kan ære konkurransedyktige med andre alternatier i dag, men må ned i pris (NOK/kW) dersom de på lengre sikt skal kunne konkurrere med større anlegg (MW) Mer kostnadseffektie løsning for distribusjon a hydrogen ed bar bør idereutikles for større anlegg (MW), slik at hydrogen kan leeres til regionale brukere

19 19 Anbefalinger Case 1: Dersom hydrogen produsert ed Rotnes Bruk skal fraktes og distribueres til bruk regionalt, må det etableres langsiktige atale med en operatør a hydrogenstasjoner Case 2: Dersom det skal etableres en lokal hydrogenstasjon ed Rotnes Bruk, bør denne knyttes opp mot en dedikert og lokal kjøretøyflåte Generelt: Småkraftforeningen og NVE bør kartlegge steder i Norge med størst potensial for høy omsetning a lokalt produsert hydrogen