1. No category

INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Det danska bränslecellsprogrammet
Mikael Näslund, DGC
[email protected]
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Översikt
Vad är DGC?
Allmänt om bränsleceller och vätgas i Danmark
Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark
DGC:s internationella aktiviteter inom mikrokraftvärme
”Dansk mikrokraftvarme”
- Mål och teknologier
- Resultat och status
 Avslutande ord





Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Vad är DGC?
 DGC är en konsult- och
utvecklingsfirma inom energi
och miljö med fokus
på gasanvändning.
 DGC bildades 1988 av de
danska gasföretagen.
 DGC arbetar huvudsakligen med naturgas, stadsgas, gasol, biogas och vätgas,
men också med kombinationer av gas
och förnybar energi
 35 anställda i Hørsholm och i Ålborg
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Bränsleceller och vätgas i Danmark
Offentligt stöd för vätgas och bränslecellsutveckling i Danmark
Mio. DKK/år
160
140
Brint
120
100
80
60
40
20
0
Kilde: Energistyrelsen
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
”Partnerskab for brint og brændselsceller”
Sammanslutning av danska intressenter från myndigheter till
företag med syfte att främja utvecklingen av vätgas och
bränsleceller i Danmark. Resultat av nationell strategi.
www.hydrogennet.dk
 En rad strategidokument med tidplaner och road map, bl a
- Vätgasstrategi (2005)
- Elektrolysstrategi (2009)
- PEM-strategi (2009)
- SOFC-strategi (2010)
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
Denmark
Finland
Netherlands
Latvia
Czech Republic
Hungary
Germany
Turkey
Poland
Japan
Slovakia
Portugal
Austria
India
Canada
South Africa
Estonia
WORLD
Chile
China
South Korea
Lithuania
Mexico
Uruguay
Luxembourg
Greece
Spain
Belgium
Italy
UK
Sweden
Slovenia
Indonesia
Uganda
Australia
France
US
Thailand
Brazil
Ireland
Argentina
Decentralized energy share
of power generation (%)
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark
Kraftvärmeproduktion i Danmark och andra länder
60
50
40
30
20
10
0
Kvarvarande potential finns som mikrokraftvärme och i industrin
Dansk utveckling och kompetens finns
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Kraftvärme och mikrokraftvärme i Danmark
Årsproduktion för ett mikrokraftaggregat i ett småhus.
12000 kWh uppvärmning, 5000 kWh varmvatten, 5000 kWh el
El/värme = 2. Baserat på 15-minutersdata. Värmestyrd drift.
El
Värme
Effekt Elprod
(kW) (kWh/
år)
El till
huset
(kWh)
Andel
av elbehov
(%)
Export Prod.
(kWh) (kWh/
år)
Andel
av
uppv.
(%)
Drifttid (h)
Fullast
tid (h)
1,0
4545
2238
45
2307
9090
53
8760
4545
Lastfölj 3,3
ande
8500
3325
67
5175
17000
100
8760
2575
Baslast
Dansk teknisk potential: 1100 MW
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Nya gasapparater
 Gasdriven mikrokraftvärme är en av flera gasbaserade
teknologier för bostäder och lokaler som är aktuella nu.
- Mikrokraftvärme (bränsleceller, Stirlingmotorer
och förbränningsmotorer). Reducerad
primärenergianvändning.
- Gasdrivna värmepumpar
- Gas + solenergi
- Hybridlösningar, t ex gaspannor och elektriska
värmepumpar
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Exempel på DGC:s internationella aktiviteter
inom mikrokraftvärme
Cogen Europe
Kommunikation, information
Micro CHP platform
Informationsspridning om
mikrokraftvärme
IGU, GERG, Marcogaz
Gemensamt arbete mellan gasföretag
och -organisationer
Ecodesigndirektivet
Analys av modeller
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
”Dansk mikrokraftvarme”
Ett av flera danska arbeten med bränsleceller
 Mål och tidplan
 Teknologier och systemlösningar
 Resultat och status
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
”Dansk mikrokraftvarme” – Mål och Tidplan
• Nationellt demonstrationsprojekt med syfte att föra
dansk bränslecellsteknologi nära en kommersiell nivå
• Enfamiljshus är primära marknaden
• 3 faser: produktutveckling, laboratorietest, fältförsök
Slutliga fältförsök
Fas 3
Inledande fältförsök
Proof of concept
Fas 2
Fas 1
2006
2007
Her skriver du præsentationens titel i masteren
2008
2009
2010
2011
2012
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
”Dansk mikrokraftvarme” - Teknologier
 LT-PEM för vätgas
 HT-PEM för naturgas. I malpåse efter inledande test, ersatt
av LT-PEM med naturgas
 SOFC för naturgas, CPO och prereformer som alternativ
Samtidig utveckling av värmelager, inverter, styr- och
kommunikationssystem
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
”Dansk mikrokraftvarme” - Systemlösningar
LT-PEM, vätgas
Vätgasproduktion i en
elektrolysör, litet vätgasnät
(Vestenskov, Lolland)
LT-PEM och SOFC, naturgas
Södra Jylland
Totalt omkring 80
bränsleceller i fältförsöken
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Projektdeltagare
 Topsoe Fuel Cells – Utveckling av SOFC-stackar
(PowerCore)
 IRD Fuel Cells – Utveckling av LT-PEM-system för vätgas
 Dantherm Power – Bygger system med LT-PEM för
naturgas och SOFC
 DGC – Laboratorietester, CE-märkning,
systemaspekter, utvärdering av data från fältförsök
 COWI – Allmänna studier av mikrokraftvärme
 DONG Energy, SEAS NVE, Sydenergi – Värdar för
fältförsök, nätföretag
Finansiering – Projektdeltagarna och danska staten
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Projektets geografi
Solar Inverters
Sønderborg
Her skriver du præsentationens titel i masteren
Lolland
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LT-PEM – Vestenskov - Vätgas
Elektrolysör
2×10 Nm3/h
Stålrör,
ca 500 m, 4 bar
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LT-PEM – Vestenskov – Felkällor, fas II
Lolland LT-PEM
Energilager
Övrigt
Stack
Styrning, Kommunikation
Japanska LT-PEM-projektet
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LT-PEM – Vätgas – Fas III
Bränsle
H2
Effekt brutto (kW)
1,5
Intern el (W)
74
Värmeeffekt (kW)
1,6
Elverkningsgrad
brutto (%)
46,6
Elverkningsgrad,
netto (%)
44,3
Termisk
48,1
verkningsgrad (%)
Antal celler
47
Strömstyrka (A)
55
Total vikt, exkl inverter (kg)
50
Total
92,5
verkningsgrad (%)
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LT-PEM – Vätgas – Fas III – Tidiga fältresultat
Från installation i december 2010
till 20 februari 2011
Bränsle
H2
Drifttimmar
386
Eleffekt medel (kW)
1,36
Elproduktion (kWh)
525
Värmeproduktion
(kWh)
433
Elverkningsgrad, netto
(%)
47,2
Total verkningsgrad
(%)
86,2
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
LT-PEM för naturgas – status



Ursprungliga planerna var HT-PEM, men tveksamheter om
hållbarheten ändrade planerna till LT-PEM
Balance of Plant-komponenterna kunde användas i stor
utsträckning
Dagens LT-PEM har cellstack från Ballard, reformer från
Japan
Projektmål, fas 3
Bränsle
Naturgas
Eleffekt (kW)
1,0
Elverkningsgrad (%)
35
Total verkningsgrad (%)
90-95
Livstid efter fas 3 (h)
40.000
CE-märkning vid DGC, 2011
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
SOFC för naturgas – status
 Två utvecklingsspår enligt planerna, CPO och prereformer
- CPO lämnat idag
- Koncentration på preformer
 SOFC i dag i DGC:s laboratorium
för CE-märkning
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Systemsyn – några energiförluster
Värmeför
lust/El
till
pumpar
(W)
Värmelager
Cirkpump
Tid (h)
Årlig
energiför
-lust
(kWh)
Andel av
el/värme
(%)
Minskad
verknings
grad (%)
70
8760
613
6,7
5,0
150
8760
1314
14,5
8,7
25
4545-8760
113-219
2,5-4,8
0,7-1,4
75
4545-8760
340-657
7,5-14,5
2,2-4,3
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s
INTELLIGENT
GAS
TECHNOLOGY
Avslutande ord




Utveckling av bränsleceller tidskrävande
Kostnadsreduktion viktig, livslängd ännu osäker
Mycket viktigt med prov i verkligheten
Systemintegrationen extremt viktig, minimera
värmeförluster. Gemensamt för många nya teknologier
med bl a förnybar energi.
 Länkar:
www.dmkv.dk ”Dansk mikrokraftvarme”
www.hydrogennet.dk ”Partnerskabet for brint og
brændselsceller”
www.dgc.dk Dansk Gasteknisk Center
Potential och möjlighet för bränslecellssystem för byggsektorn – Lund, 30 mars 2011
Dansk Gasteknisk Center a/s