Behov for el og varme? res-fc market

Transkript

1 Behov for el og varme? res-fc market

2 Projektet EU-projektet, RES-FC market, ønsker at bidrage til markedsintroduktionen af brændselscellesystemer til husstande. I dag er der kun få af disse systemer i brug, som anvender vedvarende energi og dermed kan bidrage med at nedbringe den globale opvarmning. For at etablere et marked er det væsentligt at systemerne bliver væsentligt billigere, og at der laves demonstrationsprojekter. Erfaringerne fra den europæiske teknologi og markedsudviklingen af vindmøller kan anvendes direkte. I dette projekt beskrives 10 regionale markeder, hvor der i den nærmeste fremtid vil blive opført sammenlagt 3000 mikrokraftvarmeanlæg (brændselscellesystemer til husstande). Projektets partnere: Baltic Baltic Industries and Consulting (BIC) ΙΙ National Renewable Energy Centre (CENER) ΙΙ Samarbejdet mellem de regionale markeder skal benyttes til at nedbringe produktionsomkostningerne til mikrokraftvameanlæggene, for indkøbssamarbejdet giver mulighed for masseproduktion. Dantherm Power ΙΙ DONG Energy ΙΙ Energy Research Centre of the Netherlands (ECN) ΙΙ Hydrogen Innovation & Research Centre (HIRC) ΙΙ International Biogas and Bioenergy Centre of Competence (IBBK) ΙΙ IRD Fuel Cell Technology (IRD) ΙΙ The Institute of Systems and Robotics ΙΙ www2.isr.uc.pt Das Kompetenz- und Innovationszentrum Brennstoffzelle der Region Stuttgart (KIBZ) ΙΙ University of Iceland ΙΙ Aalborg University ΙΙ Brint Brint kan produceres fra forskellige energikilder; både fra fossile brændstoffer, som f.eks. naturgas og kul, og fra vedvarende energikilder, som f.eks. sol-, vind-, bølge- eller vandkraft. Til fremstillingen af brint kan en lang række teknologier anvendes, såsom kemiske, biologiske, elektrolytiske, fotolytiske og termokemiske. Hver teknologi befinder sig på et forskelligt udviklingsstadie og tilbyder unikke muligheder, fordele og udfordringer. Lokal tilgængelighed af energikilder, teknologisk modenhed, anvendelsesmuligheder, efterspørgsel, politiske forhold og udgifter er forhold, der har betydning for valget af metoden til brintproduktion.

3 Hvad er en brændselscelle? En brændselscelle genererer elektricitet med en teknologi, der er miljømæssig ren, lydløs og meget effektiv. Brændselsceller genererer elektricitet gennem en elektrokemisk proces, hvor brint omdannes til elektricitet og termisk energi. Den kemiske energi kan komme fra enten ren brint eller brint bundet i forskellige former for brændstoffer (såsom naturgas, metanol, ethanol, biogas osv.). Hvad kan brændselsceller bruges til? Brændselsceller er en meget lovende teknologi til brug i mikrokraftvarmeanlæg, dels på grund af den høje energieffektivitet og dels pga. de miljømæssige gevinster. Den høje pris for mikrokraftvarme er dog en barriere for udbredt anvendelse. De første demonstrationsmarkeder for mikrokraftvarme vil derfor blive etableret, hvor der er støtteordninger til rådighed. På nuværende tidspunkt er brændselsceller kun konkurrencedygtige eller næsten konkurrencedygtige på særlige nichemarkeder, såsom nødgeneratorer for telekommunikation, fremdrift af militære ubåde og specielle mindre indendørskøretøjer. i beboelse Brændselsceller kan bruges i beboelse og vil i de fleste regioner blive tilsluttet til det eksisterende elnet. Med et brændselscellebaseret mikrokraftvarmeanlæg er det muligt at bruge varmen, der er produceret af brændselscellen, til opvarmning og forsyning af varmt vand. For at få den største effektivitet på brændselscellesystemet, skal brændselscellerne køre i henhold til varmebehovet og muligheden for at lagre varmen. Derfor vil der på årsbasis være en stor import og eksport mellem brændselscelleenheden og elnettet. Når brændselscellesystemer bliver implementeret i et større omfang, vil denne elektricitetsudveksling have stor virkning på balancering af elnettet - en balancering der er nødvendig i et energisystem, der baseres på store mængder af fluktuerende, vedvarende energikilder. Markedsperspektiv Brændselscelleteknologien står endnu overfor sit gennembrud på markedet og mangler at blive fremvist i store pilotprojekter, der viser dens anvendelsesmuligheder. Prisen og brændselscellens pålidelighed er største hindring for anvendelse i stor skala. Der skal de rigtige tilskyndelser til for at fremme anvendelsen af brændselsceller.

4 tre teknologiske muligheder Brint er en energibærer og skal produceres af primære energikilder. I dette projekt arbejdes der med brint produceret ud fra følgende vedvarende energikilder: Biogas Biomasse Vindenergi, særligt overskudsvindmøllestrøm A. Biogas til mikrokraftvarme Biogas produceres i et biogasanlæg, der omsætter organisk materiale til biogas. Biogassen renses/opgraderes herefter til naturgasstandard og distribueres via det eksisterende naturgasnet til et beboelsesområde, der er udstyret med brændselscellesystemer, der producerer el og varme i den enkelte husstand. Bio-/naturgassen reformeres til ren brint i en central reformer, der ligger i nærheden af husene. Brinten transporteres fra reformeren til husene gennem et nyt brintnet. I husene konverteres brinten til varme og elektricitet ved hjælp af de brændselscellebaserede mikrokraftvarmeanlæg.. Biogas til mikrokraftvarme Organisk materiale: (gødning) Biogasanlæg Naturgasreformering -net Biomasse og vind til mikrokraftvarme Biomasse (strå, træ) Ethanolanlæg C. Kun vind til mikrokraftvarme Forgasningsanlæg Methanolanlæg Elektrolyse Brint produceres af elektricitet fra et elektrolyseanlæg, der er placeret tæt på et beboelsesområde med brændselscellesystemer, der leverer strøm og varme til husene. Elektrolyseanlægget kører kun i de timer, hvor elektriciteten er forholdsvis billig (tidspunkter uden spidsbelastning og når det blæser meget). Elektrolyseanlægget bruges til at regulere elnettet og giver plads til mere flukturerende, vedvarende energi i energisystemet. O 2 Methanol/Ethanol Lagring og reformering O -net Den producerede brint opbevares i et brintlager i nærheden af elektrolyseanlægget. Brinten transporteres gennem et nyt brintnet fra brintlageret til husene. Brinten omsættes til varme og elektricitet gennem et brændselscellebaseret mikrokraftvarmeanlæg. B. Biomasse og vind til mikrokraftvarme Kun vind til mikrokraftvarme O 2 Methanol og ethanol produceres i et anlæg, der omsætter biomasse og brint til methanol og ethanol. Ethanol produceres ved gæring af biomasse. Brinten blandes med gas og CO2 fra ethanolanlægget i et et anlæg, der producerer methanol. Gasblandingen bruges til at producere metanol (træsprit). H2-lagring Elektrolyse og H2-kompression O Methanolen transporteres til et lokalt opbevarings- og reformeringsanlæg, der er placeret tæt på et beboelsesområde udstyret med brændselscellesystemer, der producerer varme og strøm. Methanolen reformeres herefter til brint. Brinten transporteres fra reformeringsanlægget til husstandene gennem et brintnet. Brinten omsættes til varme og elektricitet vis et brændselscellebaseret mikrokraftvarmeanlæg i de enkelte huse. -net

5 Et marked for mikrokraftvarme Den største udfordring i at bringe denne lovende teknologi på markedet består i at nedsætte udgifterne til systemerne. Samtidigt er det vigtigt at forstå og specificere den lovgivning, der er nødvendig for at kunne skabe et tidligt forbrugermarked for disse teknologier. RES FC-projektet prøver at imødekomme begge disse udfordringer. Priserne på mikrokraftvarmeanlæg kan reduceres væsentligt ved masseproduktion. I dag produceres de fleste systemer til forskning eller små demonstrationsprojekter. Ved at designe og bygge standardiserede systemer, som kan bruges på tværs af de forskellige brintbærere, og kombinere disse i en modulær struktur, kan det samme system anvendes i forskellige klimazoner (og dermed forskellige regioner). Dermed bliver det muligt at foretage et fælleseuropæisk storindkøb. RES FC-projektet undersøger, hvilke politiske tiltag og hvilken lovgivning, der skal til for at skabe et tidligt forbrugermarked, såsom subsidieordninger og behovet for en tydelig og fælleseuropæisk lovgivning for brændselscellebaserede mikrokraftvarmeanlæg. Denne brochure er udgivet af de 10 regionale partnere i projektet og henvender sig til alle, der er interesserede i vedvarende energi. For mere information: Projektet støttes af den europæiske kommission, Executive Agency for Competitiveness and Innovation (EACI). Det fulde ansvar for indholdet i denne brochure ligger hos forfatterne og afspejler ikke nødvendigvis den europæiske kommissions holdning. Den europæiske kommission er ikke ansvarlig for eventuel anvendelse af informationerne i brochuren.