Gass og dens plass i et mangfoldig energilandskap Teknologiske muligheter og utfordringer Bjørg Andresen Forskningsdirektør Institutt for energiteknikk Pb 40, NO-2027 Kjeller www.ife.no Innhold: Kort om IFE Gass, hva snakker vi om Anvendelser
Institutt for energiteknikk (IFE) Bredt energiteknologisk FoU-miljø Olje, gass, fornybar energi, miljø, klima, nukleær teknologi og kjernekraftsikkerhet Omfattende eksperimentell FoU-virksomhet Over 600 medarbeidere fra 30 land Internasjonalt rettet Samarbeider tett med ledende internasjonale fagmiljøer Utvikler teknologiske løsninger for kunder i 30-40 land Omsetning: 600 mill.kr - 40% fra utlandet Fokus på teknologisk innovasjon JEEP II-reaktoren på Kjeller IFEs Flerfaselab Halden-reaktoren www.ife.no
ENERGI- OG MILJØTEKNOLOGI ENERGISYSTEMER SOLENERGI MILJØTEKNOLOGI Energisystemanalyse Vindenergi Hydrogenteknologi Varmepumper Silisiumbasert solcelleteknologi Solmoduler Solenergisystemer Utdanning CO 2 -håndtering Isotopsystemer Avfallsteknologi NOWITEC Research Center for Offshore Wind Technology SOLAR UNITED The Norwegian Research Centre for Solar Cell Technology SUCCESS SUbsurface CO 2 storage Critical Elements and Superior Strategy
Gass hva snakker vi om? Naturgass Finnes naturlig Dannet over millioner av år Består hovedsaklig av metan (CH 4 - >90%) Biogass Bakteriell nedbrytning av organisk materiale; CH 4, CO 2, H 2 S, andre ureinheter Hydrogen, H 2 Spalting av vann Reformering H-H H-H H-H H-H Syntese gass Gassifisering, termisk behandling av biomasse eller kull; CO, CO 2, H 2 www.energifakta.no FREVAR
Den store forskjellen.. Ved forbrenning Ved Kull Olje Natur gass Hydrogen Hydrogen; dannes bare vann H 2 + 1/2O 2 = H 2 O Biogass; CO 2 som frigjøres tilsvarer den mengde CO 2 som biomassen har akkumulert fra atmosfæren Naturgass; CO 2 som frigjøres representerer et netto tilskudd av CO 2 til atmosfæren
Allikevel Fra Gassmagasinet 1-2009 En ny rapport viser at det ble brukt 2.4 TWh naturgass her i landet i 2007. Gassbruken ga en miljøgevinst på nærmere 400.000 tonn CO 2, og en samfunnsgevinst ved reduksjon av lokale utslipp på 165 millioner kroner Naturgass erstatter energibærere med høyere utslipp av CO 2 Bruk Metallproduksjon Innenlands sjøtransport Veksthus Fjernvame
Anvendelser av gass Energi Kraftproduksjon Varmeproduksjon Industriell bruk Energi Råstoff Transport Drivstoff
Gasskraft i Norge Kårstøkraftverket Utfordringer: Kostnader Gass Elektrisitet CO 2 -rensing
Industriell bruk
Industriell bruk - gassforedling Gass til plastråstoff og plast Katalyse Gass til energiprosesser og syntetiske drivstoff Syntetisk bensin, diesel, metanol Gass til materialer Reduksjonsmiddel ved produksjon av metall fra malm Kilde for reint karbon Gass til proteiner og andre næringsstoff
Bioråstoff som energikilde Regionalt eller lokalt, hvor det er tilgjengelig tilstrekkelig med rimelig råstoff Bioenergi Kraft Varme Drivstoff Flytende, biogass, biohydrogen Bør utnyttes der det gir størst totalutbytte
Går på kjøttdeig.. Kjøttdeigen til Gilde ender opp som biogass i Fredrikstad. Noe Fredrikstad-bussene kan nyte godt av http://www.f-b.no/apps/pbcs.dll/article?aid Norges første anlegg for produksjon av biogass til bussdrift ligger i Fredrikstad, og ble åpnet den 18. desember 2001 - FREVAR.
Energiutnyttelse av avfall Biogassanlegg Middels høye investeringskostnader Biogass til energi- eller transportformål Mulig bruk av råtnerest Bioceller Svært lave investeringskostnader Biogass til energi- eller transportformål Mulig bruk av råtnerest Forbrenning Svært høye investeringskostnader Direkte energiutnyttelse Aske til farlig avfall-deponi Kilde: Lindum Ressurs og Gjenvinning
Dagens biogassproduksjon + oppgradering av biogassen Produkter: 1. Metan (CH 4 ); kraft, varme, drivstoff, hydrogen 2. CO 2 ; deponi - salg av kvoter, veksthus, industriell utnyttelse
Biomasse gassifisering Indirect processes End use CHP Raw biomass Gasification Steam/oxygen Pressurised or athm. Direct or indirect Gas cleaning Particles Tars H 2 S/COS Inorganic removal Conditioning Reforming Shift CO 2 removal BIO H 2 Pre treatment Drying Grinding Pelletisation Pyrolysis CO 2 IEA, HIA 16B
Industriell gassifisering 155 anlegg verden over: global kapasitet 70 GW (innfyrt) innen 2010 Flere teknologier tilbys i markedet for ulike føder - inkl. biomasse & avfall
Norske Skog Dagens Næringsliv 27.09.08
Hydrogen, fremtidens energibærer
Vannelektrolyse H O (l)+ el (>1.44 V) 1 2 2 2 2 H (g) + O (g) Atmosfærisk elektrolysør Hydrogenstasjon i Hamburg Høytrykkselektrolysør Hydrogenstasjon, Reykjavik Kilde: Norsk Hydro
Bruk av hydrogen H (g) + O (g) H O (g/l)+ el (<1.22 V) + varme 1 2 2 2 2 Forbrenning i brenner varme Forbrenningsmotor Konvertering til mekanisk energi og vann Max 30% virkningsgrad Brenselcelle Direkte konvertering til vann og elektrisk energi 50-60% virkningsgrad
PEM-brenselceller Opp til flere 100 celler 5 celler per cm Aktivt celleareal: ca. 300-1000cm 2 100-1000 A >100 V 1kW/liter e - SIEMENS
Anvendelsesområder Transport Erstatning for batterier i bærbar elektronikk Stasjonær energiproduksjon
Lagring av hydrogen Komprimert gass Ståltank: 300 bar Komposittank: 700 bar Flytende (20 K, -253 C) Metallhydrider (MH) Tradisjonelle: 25 C 15 bar Avanserte: 400 C 400 bar
Nøytron diffraksjon - JEEP II reaktor, IFE JEEP-II PUS høy oppløselig pudder diffraktometer
HyNor Hydrogenveien i Norge
HyNor Lillestrøm, system-skisse Ø. Ulleberg
Takk for oppmerksomheten!