Ny teknologi kan levere bæredygtigt brændstof

fredag 15 nov 19

Kontakt

Peter Vang Hendriksen
Professor, Sektionsleder
DTU Energi
46 77 57 25

Kontakt

Jesper Ahrenfeldt
Seniorforsker
DTU Kemiteknik
21 32 53 44

Om projektet Synfuel

Bevilger: Innovationsfonden (4106-00006B.)

Beløb: støttet med 20.349.594 kr.

Periode: 1/6-2015 til 31/12-2019. 

Partnere:

DTU Energi, DTU Kemiteknik

Aalborg Universitet, Institut for Energiteknik

Haldor Topsøe A/S, DONG Thermal Power A/S (nu Ørsted), Energinet.dk, Chalmers University of Technology, Lyon University, National Institute of Applied Sciences, TU Berlin, Northwestern University, Department of Materials Science and Engineering, Chinese Academy of Sciences, Institute of Process Engineering, Massachusetts Institute of Technology, AVL

Nøglespillere I denne del af projektet; DTU Energi, DTU Kemiteknik, Haldor Topsøe A/S, (Ørsted, Energinet.dk).

Roller og input:

DTU Energi: Elektrolyseviden, drift af elektrolysestak. Procesintegration. Projektleder

DTU Kemiteknik: Forgasningsprocesviden, drift af forgasser, gasrensning, drift af nedstrøms metanolreaktor.

Haldor Topsøe: Leverance af stak

Energinet.dk: Betydning af procesvej for hele energisystemet.

AAU: procesintegration, modellering

 

Forskningsprojektet Synfuel kombinerer elektrolyse med forgasning og kan omdanne biomasse og vindenergi til ”grøn” metanol, der kan anvendes som skibsbrændstof og efter en opgradering som diesel-erstatning og i fly.

Biomasse og vindmøller er de vigtigste kilder til vedvarende energi i Danmark – og der er stadig potentiale til at udbygge produktionen fra begge dele betydeligt. Vindenergi er på nuværende tidspunkt ved optimal placering konkurrencedygtig på pris i forhold til fossile brændsler, og det gør det realistisk at opstille mange flere møller i de kommende år. Samtidig har Danmark, særligt fra skov- og landbruget, store mængder af biologiske overskudsprodukter, f.eks. halm, som i dag kun delvist bruges i energiproduktionen.

Men selvom der er oplagte muligheder for at øge produktionen, har udbredelsen af de to energikilder indtil nu haft en begrænsning i deres anvendelse, forklarer professor Peter Vang Hendriksen, DTU Energi.  

”Det gælder både for vindenergi og afbrænding af biomasse, at outputtet i form af strøm og varme er svært at lagre, og at det ikke kan anvendes til flyrejser og maritim transport. Derfor bruger vi i dag næsten udelukkende fossile brændstoffer i den tunge transport, og i betydelig grad også når vi dækker huller i elforsyningen fra vind. Dét gør det vanskeligt at komme i mål med en CO2-neutral energisektor, ligesom, at det bliver en stor udfordring for transportsektoren at leve op til deres del af de 70 procents reduktion af CO2-udledningen inden 2030.”

En løsning til den CO2-tunge transport og hullerne i vedvarende energi
En løsning, der kan lagre energien fra biomasse og vind, og som kan bruges til fremstilling af  bæredygtigt brændstof til fly og skibe, vil derfor være et stort skridt fremad i forhold til klimaet generelt. Og det er lige præcis et bud på sådan en løsning, projektet Synfuel, der er støttet af Innovationsfonden leverer:

”I Synfuel-projektet anvendes brinten fra en Solid Oxide Electrolysis Cell (SOEC) til at syntetisere et flydende grønt brændstof, efter at den er blandet med syntesegas udvundet ved termisk forgasning af halm ved hjælp af en Pyroneer forgasser” forklarer seniorforsker Jesper Ahrenfeldt, DTU Kemiteknik.

Synfuel kombinerer på den måde to teknologier, hvor energien i den første kommer fra strøm og i den anden fra f.eks. halm. Og fordi de to fremstillingsformer har klare synergieffekter og kan bruge hinandens ’spildprodukter’, opnås en hidtil uset høj effektivitet:

”Synfuel er det første eksperiment, der har demonstrereret, at man kan anvende brinten fra vandspaltningen i syntesen af metanol til at forlænge biomasse-ressourcerne, samtidig med at den ilt, der produceres i elektrolyse-enheden, anvendes i forgasningsprocessen. Dermed opnår man højere udnyttelsesgrader af de to teknologier, end når de kører enkeltstående. Vi får mere biobrændstof ud af biomasseressourcerne og kan samtidig nyttigøre overskydende strøm fra f.eks. vindmøller til tung transport,” siger Peter Vang Hendriksen og fortsætter:

”Vi glæder os over, at teknologierne spiller problemfrit sammen, og at det er muligt at køre elektrolysestakken ’termo-neutralt’. Det betyder, at der ikke produceres spildvarme i elektrolyseprocessen, men at al elektrisk input bliver til kemisk energi.”

Og Rainer Küngas, principal scientist fra Haldor Topsøe, der sammen med DTU har udviklet de SOEC-celler, der bruges i elektrolysestakken, tilføjer:

“Projektet demonstrerer, at SOEC-teknologien kan spille en central rolle i fremtidige energiscenarier, hvor der vil være endnu mere fokus på CO2-emissionerne fra de industrier og sektorer, der bruger flydende brændstoffer.”

En god forretning for virksomheder, samfund og klima
Selv om det samlede system endnu mangler at blive udviklet til stor skala, så mener Jesper Ahrenfeldt, at netop udgangspunktet i to kendte teknologier vil gøre det muligt meget hurtigt at modne Synfuels teknologi og integrere den i det danske energisystem.

Forskere fra DTU Management, der har analyseret teknologiens potentiale i det danske energisystem, siger samstemmende, at det kun er et spørgsmål om tid, før Synfuels teknologi vil kunne skabe betydelige resultater i forhold til reduceret CO2-udledning, og at det vil det være en fordel for Danmark at skubbe på processen, fordi det kan det kan blive en god forretning for både virksomheder, samfund og klima.