Biokombi Rya - Biobränsleförgasning satt i system
Rapport, 2007

Inom projekt Biokombi Rya har ett flertal olika forskargrupper gemensamt studerat systemeffekterna av att introducera förgasning av biobränsle i Göteborgs fjärrvärmesystem, i Västsverige som region och ur ett mer generellt och långsiktigt systemperspektiv. Syftet med projektet är att öka kunskapen inför eventuell framtida utbyggnad av biobränsleförgasning i Sverige samt att utreda vilka förutsättningar som är nödvändiga för att sådana anläggningar ska bli ekonomiskt och miljömässigt intressanta inom en relativt kort tidsrymd (ca 10 år). Fokus ligger på integration av anläggningar för förgasning av biobränsle med befintliga kraftvärmeverk med kombicykel samt med fjärrvärme. Projektet vänder sig till beslutsfattare inom området på nationell, regional och lokal nivå. Övergripande systemanalys inom projektet har särskilt fokuserat på biobränslemarknaden och framtida prisbildning för biobränsle samt på den långsiktiga konkurrenskraften för biodrivmedel via förgasning. Projektet i övrigt utgår från en tillämpad fallstudie av delvis konvertering av Rya Kraftvärmeverk (Rya KVV) i Göteborg till förgasat biobränsle, vilket alltså innebär integration mellan förgasningsanläggning och ett naturgaseldat gaskombikraftvärmeverk knutet till ett fjärrvärmesystem. I denna del ingår även en konceptuell studie över olika tekniska processalternativ för produktion av värme, el och drivmedel, inklusive ett mer långsiktigt alternativ för vätgasproduktion. Inom projektet används gemensamma scenarier för energimarknaderna ca år 2020. Några av projektets viktigaste slutsatser är: • Förgasning av biobränsle kan bli intressant för både el- och drivmedelsproduktion och bidra till reducerade CO2-utsläpp, förutsatt att nivån på priset på biobränsle inte är alltför hög relativt fossilbränslepriserna. I de flesta fall är också riktade styrmedel för att premiera förnybar el- och/eller drivmedelsproduktion (t ex certifikat) en förutsättning. Vid gynnsamma förutsättningar för både ”grön” el- och drivmedelsproduktion kan en konkurrenssituation om biobränsle uppstå. • Den långsiktiga konkurrenskraften för biodrivmedel från förgasning är i hög grad beroende av teknik- och kostnadsutveckling inom både transportsektorn och andra sektorer, t ex för lagring av el och väte, bränsleceller och uthållig CO2-fri elproduktion. Tillgängligheten för insamling och lagring av CO2 från fossila anläggningar ökar konkurrenskraften betydligt, men denna effekt neutraliseras om CO2 samlas in även från biobaserade anläggningar. Vilken typ av biodrivmedel som får bäst konkurrenskraft beror till stor del på distributions- och fordonskostnader. • Göteborgs fjärrvärmesystem, med en stor andel spillvärme, och Rya Kraftvärmeverk, med relativt andra kombicykler låg elverkningsgrad, har egentligen inte de optimala förutsättningarna för att förgasning av biobränsle ska vara ekonomiskt intressant. • I flera fall kan det trots detta vara ekonomiskt intressant att bygga en anläggning för förgasning av biobränsle i Göteborg. Av de förgasningsbaserade alternativ som studerats, visar sig produktion av syntetisk naturgas från flis för användning som fordonsbränsle var den ekonomiskt mest robusta lösningen, förutsatt att det finns riktade styrmedel för ”grön” drivmedelsproduktion, t ex drivmedelscertifikat. Ombyggnad av Rya Kraftvärmeverk till delvis biobränslebaserad kraftvärme via förgasning är även detta ekonomiskt intressant i flera fall. Kraftvärme baserad på biobränsleförgasning med högre elverkningsgrad än vad som är möjligt i Rya Kraftvärmeverk skulle dock kunna vara än mer intressant. • För att en förgasningsanläggning ska vara ekonomiskt intressant är det viktigt att uppnå så hög el- respektive drivmedelsverkningsgrad som möjligt samt att anläggningen får längsta möjliga drifttid. För drivmedelsproduktion finns det betydande fördelar med att kunna utnyttja värmeöverskottet från anläggningen i ett fjärrvärmesystem eller liknande. • För fjärrvärmesystemen i regionen som helhet finns det, enligt modellresultaten och för de scenarier som använts, starka drivkrafter att öka elproduktionen i kraftvärmeverk. Med gynnsamma förutsättningar för biobränslebaserad elproduktion har konventionell biobränslebaserad kraftvärme bäst ekonomi. Med drivmedelscertifikat eller liknande kan förgasningsanläggningar istället få en betydande roll för produktion av biodrivmedel, även knutet till medelstora fjärrvärmenät. • Produktion av biodrivmedel, som DME och vätgas, kan ske till kostnader som är konkurrenskraftiga gentemot dagens bensinpris, särskilt om produktionen blir möjlig att integrera med svartlutsförgasning (här studerat för vätgas). För vätgasproduktion är i samtliga fall ekonomin och den totala effekten på CO2-utsläppen dock starkt beroende av möjligheterna att samla in och lagra CO2. • För samtliga studerade tekniker och delsystem påverkar scenarieantaganden om utvecklingen av energimarknaderna och omvärldens energisystem i hög grad resultaten. För att utvärdera robustheten och de totala klimateffekterna för en enskild investering krävs därför systemanalys, som tar hänsyn till denna omvärld.

Författare

Ingrid Nyström

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Erik Ahlgren

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Chalmers, Energi och miljö, Energiteknik

Eva Ingeborg Elisabeth Andersson

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Industriella energisystem och -tekniker

Martin Börjesson

Chalmers, Energi och miljö, Energiteknik

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Elsa Fahlén

Chalmers, Energi och miljö, Energiteknik

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Simon Harvey

Industriella energisystem och -tekniker

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Daniel Ingman

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Sten Karlsson

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Chalmers, Energi och miljö, Fysisk resursteori

Eva Larsson

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Åsa Löfgren

Chalmers EnergiCentrum (CEC)

Ämneskategorier

Maskinteknik

Energiteknik

Kemiska processer

Kemiteknik

Annan naturresursteknik

Report CEC - Chalmers EnergiCentrum CEC, Chalmers tekniska högskola: Report - CEC 2007:2