Om brenselceller, gassturbiner og CO 2. -fangst Eksempel på et forskningsprosjekt

Transkript

1 Om brenselceller, gassturbiner og CO 2 -fangst Eksempel på et forskningsprosjekt Olav Bolland NTNU Åpning av Gassteknisk Senter NTNU SINTEF april Hva er gasskraft med CO 2 -innfanging? CH 4 19 N O 2 Varme Arbeids maskin 1 CO 2 2 H 2 O 3 O 2 19 N 2 Energi N 2 O 2 H 2 O Separasjon av eksos CO 2 Etter forbrenning 2

2 Hva er gasskraft med CO 2 -innfanging? - 2 Arbeids maskin H 2 O 1 CH 4 Varme 1 CO 2 2 H 2 O Kondensasjon av vann 8 N O 2 Energi separasjon 2 O 2 CO 2 8 N 2 uten nitrogen 3 Hva er gasskraft med CO 2 -innfanging? - 3 Varme Arbeids maskin 3 H 2 O 3 O 2 19 N O O 2 2 N 2 3 H 2 2 N 2 19 N 2 1 CH 4 1 H 2 O Reformering 1 CO 2 Separasjon av gasser Energi 3 H 2 2 N 2 CO 2 Før forbrenning 4

3 Hva er gasskraft med CO 2 -innfanging? N O 2 Arbeidsmaskin - Gassturbin 5 O 2 19 N 2 3 O 2 19 N 2 1 CH 4 2 H 2 O luftside 4 O 2-8 e - brenselside 4 H 2 O 1 CO 2 Uten forbrenning 5 Gassturbin Kjemisk bundet energi Kjemisk bundet energi Indre energi Gassturbin Mekanisk energi Generator Elektrisk energi Elektrisk energi 6

4 Potensial for virkningsgrad, % Konvensjonell gasskraft uten CO 2 -innfanging Etter forbrenning Før forbrenning Gassturbin + brenselcelle + CO 2 -innfanging uten nitrogen Tid frem til kommersielt anlegg i drift gitt massiv innsats fra år 0 År 7 Utfordringer Gassturbin + brenselcelle + CO 2 -innfanging Redusere kostnader, fra kkr/kw til kkr/kw Senke temperatur ( C) - billigere materialer Produksjonsteknologi for å senke kostnader Spesialtilpassede gassturbiner Oppskalering fra 0.1 MW til MW Gassturbinteknologi integrasjon dynamisk avhengighet Metodikk for å kontrollere materialbelastende temperaturendringer 8

5 CO 2 +vann DC AC Power conditioning Forskningsaktiviteter ved NTNU SINTEF Område: Gassturbin + brenselcelle + CO 2 -innfanging Turbin Avsvovling Gassturbin Kompressor Filter G SOFC Eksos Varmegjenvinner Materialteknologi; oksygenledende materialer Elektrodeprosesser; katalyse/kinetikk Systemdesign Systemdynamikk Bruk av biogass Anvendelsesorienterte studier; ferjer, oljeplattformer Air in Air out Seal Exhaust Leak path Fuel from pre-reformer Courtesy Shell Technology Norway Kilde: Siemens Westinghouse 9 Hvordan utføres forskning innen dette området? - 1 Grupper Materialteknikk Elektrodeprosesser Systemteknikk Bemanning SINTEF-forskere professorer dr.ing.-studenter post.doc.-forsker siv.ing.-studenter lab-teknikere Prosjekter Industriprosjekter NFR/Industriprosjekter Strategiske instituttprogrammer Strategiske uni.-programmer Prosjekter for Forvaltning EU-prosjekter Dr.ing.-prosjekter Hovedoppgaver Interne NTNU/SINTEF-satsninger Biogass 10

6 Hvordan utføres forskning innen dette området? - 2 Grupper Materialteknikk Elektrodeprosesser Systemteknikk Bemanning SINTEF-forskere professorer dr.ing.-studenter post.doc.-forsker siv.ing.-studenter lab-teknikere Prosjekter Store prosjekter + Anvendelsesorienterte prosjekter Biogass Andre 11 I hvilken retning? Deregulering Liberalisering Markedskrefter Fri konkurranse Kyoto-protokoll? Kvoter? CO 2 -skatt? Blandede signaler Mindre grunnlag for langsiktighet Risikovegring Shareholder Integrert value Vil ny teknologi kunne utvikles? 12

7 Hva er teknologileverandørene villige til å gjøre? Eksisterende teknologi gassturbiner, dampturbiner, brenselceller + CO 2 -innfangingsteknologier som kan benyttes sammen med konvensjonelle kraftverk Før forbrenning + Etter forbrenning Konvensjonelle anlegg Gasskraft med CO 2 -innfanging Ny kraftverksteknologi Integrert CO 2 -innfangingsteknologier for eksempel: uten nitrogen Uten forbrenning +++ Konvensjonelle anlegg Gasskraft med CO 2 -innfanging 13 Veien fremover - 1 Hva skjer i andre land Kraftig satsning i USA (demo-anlegg, langsiktige og ambisiøse prosjekter) EUs 6. rammeprogram: NTNU/SINTEF er i posisjon Økende fokus på CO 2 -innfanging fra kull Hva må til for å realisere gasskraft med CO 2 -innfanging? CO 2 må få en verdi (trykkstøtte i oljeproduksjon, infrastruktur) Forskning og utvikling for bedre teknologi og reduserte kostnader Utslipp av CO 2 må koste noe ( CO 2 -skatt, kvoter,.) Kommersiell aksept (forutsigbare rammebetingelser, driftserfaring) 14

8 Veien fremover - 2 Bidrag fra Gassteknisk Senter NTNU SINTEF Utvikling av nye prosesser og bidra med ny kunnskap med basis i bredt sammensatte fagmiljøer og geografisk nærhet Nært samarbeid med norsk industri Bidra til og legge til rette for nye bedrifter - nyskaping Delta i det internasjonale FoU-samfunnet hente hjem teknologi Utdanne siv.ing.- og dr.ing.-kandidater, samt levere personell med forskererfaring til industri og forvaltning 15 Takk for oppmerksomheten! 16