Centrale productie van Bio - Synthetic Natural Gas via vergassing - Een oriënterende studie

Centrale productie van Bio - Synthetic Natural Gas via vergassing Een oriënterende studie

Verantwoording Titel

Centrale productie van bio-SNG via vergassing

Opdrachtgever

Senter Novem

Projectnummer

0756794

Documentidentificatie

0756794-R01K

Auteur(s)

Ir. A. Hoogendoorn, Ir. B. Bierings, Ing. R. van den Boom

Aantal pagina’s

83

Autorisatie

drs.ing R. Verberne MBA

Datum

06 juni 2008

Ingenia Consultants & Engineers Postbus 9550 | 5602 LN Eindhoven | Van Thienenlaan 5a | 5622 BA Eindhoven | Nederland T + 31-(0)40-239 30 30 | F + 31-(0)40-239 30 39 | E [email protected] | I www.ingenia.nl

Ingenia © 2008 Niets uit dit document mag zonder schriftelijke toestemming van Ingenia of de opdrachtgever geheel of gedeeltelijk vermenigvuldigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, microfilm, digitale technieken of anderszins. Dit document is met de grootst mogelijke zorg samengesteld. Ingenia kan echter niet aansprakelijk worden gesteld voor enige directe, indirecte, bijkomstige of gevolgschade ontstaan door of bij het gebruik van de informatie of gegevens uit dit document, of door de onmogelijkheid die informatie of gegevens te gebruiken. Ingenia® is een wettelijk beschermd handelsmerk van Ingenia (Bureau Benelux des Marques dep.nr. 100.09.58)

Rapportnr. 756794-R01L

Datum: 03-06-2008 www.ingenia.nl

Pagina: 2 van 83

Inhoudsopgave 1

Inleiding en doelstelling .................................................................................. 8

2

Wereldwijde ontwikkeling van vergassing ....................................................... 9

3

2.1

Realisatie van nieuwe wereldwijde vergassingscapaciteit ...................................... 11

2.2

Vergassingstechnieken ........................................................................................... 14

2.2.1

Vastbed vergasser (Fixed bed gasification; FBG) ................................................... 14

2.2.2

Wervelbed vergasser (Fluidized bed gasification; BFB, CFB) ................................ 15

2.2.3

Stofwolk vergasser (Entrained flow gasification; EFG) ........................................... 16

2.2.4

Meertrapsvergassing ............................................................................................... 18

2.2.5

Vergassing in superkritiek water ............................................................................. 20

2.2.6

Ultra high gasification .............................................................................................. 21

Teerverwijdering en syngasreiniging ............................................................ 22 3.1

Gewenste Syngasspecificaties als functie van de toepassing ................................ 23

3.2

Syngas reinigingsmethoden .................................................................................... 25

3.2.1

Wassen (Wet scrubbing) ......................................................................................... 26

3.2.2

Centrifugeren of Roterende Deeltjes Scheider (RDS) ............................................ 27

3.2.3

Katalytische teerverwijdering ................................................................................... 27

3.2.4

Thermische teerverwijdering ................................................................................... 28

3.2.5

Teerverwijdering: OLGA (OLie GAswasser) ........................................................... 28

3.2.6

Chemische absorptie ............................................................................................... 29

3.2.7

Fysische absorptie: Rectisol .................................................................................... 30

3.3

Fysische adsorptie: Selexol ..................................................................................... 32



Pagina: 3 van 83

4

Methanisering (CH4 synthese) en gasopwerking .......................................... 34 4.1

5

6

7

Gasopwerkingstechnieken ...................................................................................... 36

(Bio-) SNG referentie projecten .................................................................... 38 5.1

Guessing demonstratie houtvergassing met SNG .................................................. 38

5.2

Dakota commerciële SNG productie uit bruinkolen ................................................ 41

5.3

Goteborg Energi Gobigas bio-SNG ......................................................................... 45

Economie ...................................................................................................... 46 6.1

Ontwikkeling van de West-Europese aardgasproductie ......................................... 46

6.2

Ontwikkeling aardgasprijs........................................................................................ 48

6.3

Investeringen ........................................................................................................... 50

6.4

Impact van brandstofkosten op syngasproductiekosten ......................................... 51

6.5

Mogelijke scenario’s centrale bio-SNG productie in Nederland .............................. 53

Conclusies en aanbevelingen voor beleid SNG ............................................ 56 7.1

Welke technieken zijn op dit moment beschikbaar voor centrale productie van SNG

door vergassing? .................................................................................................................... 56 7.2

In welke fase van ontwikkeling verkeren deze technieken? .................................... 58

7.3

In welke mate zijn bij de diverse technieken de kwaliteit van het SNG en de

efficiëntie van de productie afhankelijk van de input? ............................................................ 59 7.4

Routes voor centrale bio-SNG productie via vergassing ........................................ 59

7.5

Zijn er specifieke knelpunten bij de productie van SNG, die nu al aandacht

behoeven in beleidsvorming? Is onderscheid van SNG in bio-SNG en ander-SNG beleidsmatig relevant? ............................................................................................................ 60 7.6

Aanbevelingen ......................................................................................................... 61



Pagina: 4 van 83

Bijlagen BIJLAGE A Definities ............................................................................................................................ 63 BIJLAGE B Groen gas specificaties voor invoeding in het Regionale distributrienet ........................... 64 BIJLAGE C Afweging Nuon Magnum CO2 verwijdering ....................................................................... 65 BIJLAGE D Biomassa voorbewerking volgens ECN [36] ..................................................................... 66 BIJLAGE E Biomassa Inventarisatie vergassingsprojecten .................................................................. 67 BIJLAGE F Geraadpleegde bronnen .................................................................................................... 79

Figuren Figuur 2-1 Status vergassing volgens NETL........................................................................................... 9 Figuur 2-2 Regionale verdeling vergassingscapaciteit in 2007 volgens NETL ..................................... 11 Figuur 2-3 Nieuwe en aangekondigde IGCC projecten [Emerging energy research].......................... 13 Figuur 2-4 Verschillende typen vastbed vergassers (rechts: Sasol Lurgi Mark IV kolenvergasser) ..... 15 Figuur 2-5 Verschillende typen wervelbed vergassers ......................................................................... 16 Figuur 2-6 Stofwolk vergassing met gesmolten asafvoer (o.a. Siemens en Shell) ............................... 17 Figuur 2-7 Entrained flow RDF vergasser te Lomello Italie (16 meter hoge reactortoren) ................... 18 Figuur 2-8 Processchema bij meertrapsvergassing .............................................................................. 19 Figuur 2-9 Shell Choren 3 stapshoutvergassingsinstallatie ................................................................. 20 Figuur 2-10 Processchema bij vergassing in superkritiek water ........................................................... 21 Figuur 3-1 Processtappen bij (Bio)-SNG productie volgens ECN......................................................... 22 Figuur 3-2 Specificaties verontreinigingen synthesegas volgens ECN [34] ......................................... 24 Figuur 3-3 Overzicht teerverwijdering en gasreiniging technieken ....................................................... 25 Figuur 3-4 Natte gaswasser gebruikt voor teerverwijdering .................................................................. 26 Figuur 3-5 Voorbeeld RDS filter gebruikt bij testopstelling ECN ........................................................... 27 Figuur 3-6 Processchema Skive met katalytische teerverwijdering ...................................................... 28 Figuur 3-7 OLGA Gaswasser gebruikt voor teerverwijdering (Dahlman en ECN) ................................ 29 Figuur 3-8 Schema amine gas reiniging (35 – 50 C) ............................................................................ 30 Figuur 3-9 Schema en tabel met reinigingseigenschappen van het Linde Lurgi Rectisol® proces...... 31 Figuur 3-10 Geïnstalleerde capaciteit Rectisol® proces Sasol Lurgi .................................................... 32



Pagina: 5 van 83

Figuur 3-11 Selexol processchema en mogelijkheden (www.uop.com) ............................................... 33 Figuur 4-1 Temperatuursinvloed methanisering ................................................................................... 35 Figuur 4-2 Syngas methanisering via het Haldor Topsoe TREMP proces ........................................... 35 Figuur 4-3 Specificaties Groningen Gas en SNG ................................................................................. 36 Figuur 4-4 Moleculaire zeef gebruikt voor CO2 verwijdering ................................................................. 37 Figuur 5-1 Processchema Guessing met gasmotor .............................................................................. 39 Figuur 5-2 Processchema Guessing voor productie SNG .................................................................... 39 Figuur 5-3 Foto van de 1 MWth demo SNG bij Guessing ...................................................................... 40 Figuur 5-4 Oplopende productie uren bij Guessing [70] ....................................................................... 41 Figuur 5-5 Processchema Dakota SNG productie ................................................................................ 42 Figuur 5-6 Luchtfoto Dakota Gasification Company SNG ................................................................... 43 Figuur 5-7 Sasol Lurgi Mark 4 vergasser met bruinkool- en syngassamenstelling ............................. 43 Figuur 5-8 Voorgesteld processchema voor de geplande Gobigas bio-SNG installatie. ...................... 45 Figuur 6-1 Voorspelling van EU aardgasproductie [62] ........................................................................ 46 Figuur 6-2 Ontwikkeling van de Nederlandse aardgasproductie met piekproductie in 1975 [62]........ 47 Figuur 6-3 Globalisering van de wereldaardgasmarkt medio 2015 [62] ............................................... 47 Figuur 6-4 Ontwikkeling aardgasprijs volgens UNCTAD based on data from Thomson Datastream .. 48 Figuur 6-5 Ontwikkeling aardgasprijs volgens UNCTAD based on data from Energy Information Administration ................................................................................................................................ 49 Figuur 6-6 Ontwikkeling aardgastarieven 2003-2007 volgens CBS ..................................................... 49 Figuur 6-7 Indicatieve grafiek ter illustratie van het effect van brandstofkosten op SNG kosten ........ 52 Figuur 6-8 Twee mogelijke routes naar grootschalige bio-SNG productie ........................................... 54 Figuur 5-7-1 De gebruikte brandstof en de opgewekte energie in Lahti [12] ........................................ 74 Figuur 5-7-2 Oplopende productie uren Gussing [70] ........................................................................... 76

Tabellen Tabel 2-1

Vergassingscapaciteit per brandstof volgens NETL........................................................ 10

Tabel 2-2

Recente vergassingsprojecten en onderverdeling naar leverancier vergasser volgens

NETL

12

Tabel 3-1 Syngas Samenstelling van het ruwe en gereinigde syngas in Guessing (hout-syngas toepassing in gasmotor en test SNG module) ............................................................................... 24



Pagina: 6 van 83

Tabel 3-2 Typische syngas specificaties in geval van toepassing voor chemicaliën of transportbrandstoffen [61] .............................................................................................................. 24 Tabel 5-1 Samenstelling van het gereinigde en ongereinigde syngas te Guessing (12 MJ/m3) .......... 38 Tabel 6-1 Investeringen van enkele bestaande en geplande vergassings- en SNG projecten ............ 50 Tabel 7-1 Projecten Europa (exclusief Nederland) ............................................................................... 69 Tabel 7-2 Projecten buiten Europa........................................................................................................ 70



Pagina: 7 van 83

1 Inleiding g en doellstelling In opdracht van Senter S Novem m heeft Ingen nia een verkennend onde erzoek uitgevvoerd naar de d stand van n wat betreft de centrale productie va an (bio) - Syn nthetic Naturral Gas (SNG G) via vergas ssing. SNG zaken kan mogelijk m een bijdrage leve eren aan de wens om in 2020 circa 4 miljard m3 ((circa 10% va an het Nede erlandse aard dgasverbruikk) te vervangen door groe en gas. Mom menteel wordtt er uit gegaa an van de moge elijkheid dat ongeveer o 2,5 5 miljard m3 van v deze doelstelling zall worden gerrealiseerd via a verga assingroutes en het overiige deel via vergisting. v Het visiedocument “vol ga as vooruit! De e rol van groen n gas in de Nederlandse N energiehuishouding” van n het platform m nieuw gas is daarbij ee en van de uitgangspunten geweest. SNG (Synthetic Natural N Gas) wordt geproduceerd doo or biomassa via vergassin ng om te zettten in een uctgas. De processtappe p en worden sc chematisch als a volgt weergegeven: methaanrijk produ

d van dit onderzoek o is om een antw woord te gev ven op de volgende, voorrnamelijk tec chnische Het doel vrage en: • Welke W technie eken zijn op dit d moment beschikbaar b voor v centrale e productie vvan SNG doo or ve ergassing? •

In welke fase e van ontwikkkeling verkeren deze tec chnieken?

• In welke mate zijn bij de diiverse techniieken de kwa aliteit van het SNG en de e efficiëntie van v de ankelijk van de d input? prroductie afha • Zijjn er specifie eke knelpunten bij de pro oductie van SNG, S die nu al a aandacht behoeven in be eleidsvorming? Is ondersscheid van SNG in bio-SN NG en anderr-SNG beleid dsmatig relev vant?

Rappo ortnr. 756794-R R01L

Datum: 03-06-2008 www.ingen nia.nl

Pa agina: 8 van 83 3

2 Wereldwijde ontwikkeling van vergassing NETL heeft een database waarin de huidige vergassingsprojecten in de wereld zijn geïnventariseerd. In 2007 is daar een statusrapport over geschreven: “Gasification World Database2007, Current Industry Status”[3]. De totale wereldcapaciteit aan synthetisch gas in 2007 in de database van NETL is 56.000 MWth, ongeveer 29.000 MWe. Dit wordt geproduceerd op 144 productielocaties met 427 vergassingsinstallaties.

Figuur 2-1 Status vergassing volgens NETL Vergassing is een technologie die de afgelopen jaren flink is gegroeid en waar verschillende toepassing zich aan het ontwikkelen zijn. De productie van SNG is er daar een van en zal zich dus moeten bewijzen t.o.v. IGCC (productie van elektriciteit), productie van chemicaliën en transportbrandstoffen.



Pagina: 9 van 83

Tabel 2-1 laat zien dat biomassa als brandstof nog weinig toegepast wordt bij vergassing en dat steenkolen verreweg de meest gebruikte brandstof zijn. .

Tabel 2-1 Vergassingscapaciteit per brandstof volgens NETL

De database van NETL laat zien dat vergassing plaatsvindt over de gehele wereld. In Afrika staan voornamelijk Sasol productielocaties die van kolen schone brandstoffen (clean fuels) maken. In Azië heeft China de meeste productielocaties, namelijk 44. Tot aan 2007 leverde geen enkele daarvan elektriciteit. Synthesis Energy Systems zou van plan zijn een SNG productielocatie in China te gaan bouwen. Japan heeft 5 productielocaties, waarvan er 2 elektriciteit leveren. Europa heeft de meeste diversiteit in de gebruikte technologieën, grondstoffen en producten. NETL heeft 50 Europese productielocaties in zijn database. Duitsland heeft daarbij de meeste productielocaties (21 locaties) waarvan er 6 elektriciteit produceren. In Europa zijn relatief veel vergassingsinstallaties op biomassa in onder andere Duitsland, Finland en Zweden. Tsjechië



Pagina: 10 van 83

(Vresova) zou mogelijk SNG gaan produceren. Global Energy in Engeland overweegt een SNG productielocatie.

Figuur 2-2 Regionale verdeling vergassingscapaciteit in 2007 volgens NETL

Noord-Amerika heeft 20 productielocaties, waarvan er 4 elektriciteit produceren en 1 locatie Synthetic Natural Gas (SNG). De Dakota Gasification Great Plains productielocatie wordt beschreven als de enige ter wereld die kwaliteitsgas levert. De meeste productielocaties die na 2010 zijn gepland in Noord-Amerika maken synthetisch gas of diesel/transportbrandstoffen, maar er zijn ook meerdere productielocaties die overwegen om SNG te gaan maken uit kolen, zoals bijvoorbeeld Peabody Energy in Illinois, Kentucky en/of Wyoming, Global Energy bij de Wabash location en South Heart in North Dakota. Daarnaast is er het APS Advanced Hydrogasification Project, waar industriële partners samen met NETL het productieproces van SNG uit kolen verder ontwikkelen.

2.1

Realisatie van nieuwe wereldwijde vergassingscapaciteit

Met name vindt er veel nieuwe capaciteitsuitbreding plaats in China en met toenemend aandeel van Shell steenkolenvergassers (ten koste van Sasol Lurgi en GE vergassingstechnologie).



Pagina: 11 van 83

Tabel 2-2 Recente vergassingsprojecten en onderverdeling naar leverancier vergasser volgens NETL



Pagina: 12 van 83

elijkertijd kan worden gestteld dat IGCC C een bewez zen technolo ogie is geworrden met dive erse nieuwe Tege projecten in de on ntwikkelings-- en realisatie efase. Teven ns worden err ook, vanwe ege sterk stijg gende en met soms 10-20%/jaarr prijsinflatie,, IGCC projecten afgebla azen. invessteringskoste

ur 2-3 Nieuw we en aangekkondigde IGCC projecten n [Emerging energy rese earch] Figuu



Pag gina: 13 van 83 3

2.2

Vergassingstechnieken

In deze paragraaf wordt kort beschreven wat verschillende vergassingstechnieken zijn. Voor elk type vergasser gelden verschillende voor- en nadelen qua bijvoorbeeld brandstofflexibiliteit, syngassamenstelling en ontwikkelingsstatus. Voor een uitgebreidere beschrijving wordt verwezen naar eerdere rapporten over vergassing [11], [25]. Steenkool-, petcokes- en bruinkolenvergassing vindt veelal plaats in poedervorm en op hoge temperatuur (>1200 C; behalve de Sasol Lurgi Mark IV vergassers) terwijl biomassavergassers vaak opereren beneden de 1000 C en zodoende veelal ook meer teer in het syngas bevatten. Lagere temperatuur vergassers leveren veelal een hoger gehalte aan teren op maar ook een hoger gehalte aan methaan in het syngas bij uittrede van de vergasser. Tevens heeft ook de druk in de vergasser invloed: een hogere vergassingsdruk levert een (wat) hoger gehalte aan methaan bij uittrede.

2.2.1 Vastbed vergasser (Fixed bed gasification; FBG) Bij dit type vergassing wordt verschil gemaakt tussen een drietal type vergassers: •

Tegenstroom

•

Meestroom

•

Kruisstroom

Brandstof wordt aan de bovenkant van de vergasser gevoed en de geproduceerde gassen verlaten de vergasser afhankelijk van het type aan de boven-, onder- of zijkant.



Pagina: 14 van 83

Figuur 2-4 Verschillende typen vastbed vergassers (rechts: Sasol Lurgi Mark IV kolenvergasser)

Globale eigenschappen: •

Bedrijfstemperatuur

800-1400 °C

•

Brandstofgrootte

10-100 mm

•

Hoeveelheid teer

< 3 g/Nm3

•

Veelal droge asafvoer

Een belangrijk kenmerk van biomassa vastbed vergassers is dat deze alleen geschikt zijn voor kleine capaciteiten van installaties. Vastbed vergassing van hout wordt bijvoorbeeld gedemonstreerd in: •

Harboore, Denemarken (FBG)

•

Wiener Neustadt, Oostenrijk (FBG)

2.2.2 Wervelbed vergasser (Fluidized bed gasification; BFB, CFB) Het in dit type vergasser toegepaste gas wordt door een bed geleid, bestaande uit fijne inerte materialen, waardoor een bed ontstaat wat zich als een vloeistof gedraagt. In deze toestand kan een zeer goede warmte overdracht plaatsvinden.



Pagina: 15 van 83

Figuur 2-5 Verschillende typen wervelbed vergassers Globale eigenschappen: •

Bedrijfstemperatuur

750-950 °C

•

Brandstofgrootte

0-20 mm

•

Hoeveelheid teer

< 5 g/Nm3

Wervelbed vergassing wordt zowel toegepast in kleinschaligere houtvergassers als in grootschalige kolenvergassers. Voorbeeldprojecten zijn: •

Värnamö, Zweden (CFB onder hoge druk)

•

ARBRE, North Yorkshire,

•

Skive, Denemarken (BFB)

•

Amergas, Geertruidenberg, Nederland (CFB meevergassen van hout atmosferische druk)

Engeland (CFB van hout onder lage druk)

2.2.3 Stofwolk vergasser (Entrained flow gasification; EFG) De brandstof wordt in kleine deeltjes (vaak onder druk) met bijvoorbeeld puur zuurstof geïnjecteerd in de vergasser.



Pagina: 16 van 83

Figuur 2-6 Stofwolk vergassing met gesmolten asafvoer (o.a. Siemens en Shell) Globale eigenschappen: •

Bedrijfstemperatuur

1200-1500 °C

•

Druk

20-40 bar

•

Brandstofgrootte

zeer fijne deeltjes (<100 µm)

•

Verblijftijd in de vergasser enkele seconden

•

Asafvoer

gesmolten

Door de hogere druk en temperatuur tijdens het proces kan EFG grootschalig worden toegepast o.a.: •

Puertollano, Spanje (EFG, vergassing van kolen)

•

Buggenum, Nederland (EFG, vergassing van kolen en biomassa tot 30%)

EFG vormt momenteel de meest gekozen technologie voor steenkolenvergassing (meestal Shell vergasser technologie).



Pagina: 17 van 83

Een bijzondere toepassing van Entrained flow vergassing vindt plaats bij Riso Ticino te Lommello (Italië) alwaar RDF fluff (<40 mm) in een 16 MWth zuurstof- en stoomgeblazen toren op 1400 C wordt vergast, vergaand wordt gereinigd en wordt toegepast in een gasmotor. Deze technologie wordt in Nederland op de markt gebracht door de firma Darwin.

Figuur 2-7 Entrained flow RDF vergasser te Lomello Italie (16 meter hoge reactortoren)

2.2.4 Meertrapsvergassing Hierbij worden de verschillende stappen in het vergassingsproces apart uitgevoerd zodat elk proces geoptimaliseerd kan worden. Bij dit type vergassing wordt vrijwel teervrij gas geproduceerd met een



Pagina: 18 van 83

hoge verbrandingswaarde. Restmateriaal wat bij de vergassing ontstaat, wordt als brandstof voor de verbranding gebruikt en de hierbij ontstane warmte dient om het vergassingsproces te laten verlopen.

Figuur 2-8 Processchema bij meertrapsvergassing Voorbeeldproject waarbij in meerdere trappen de vergassing plaatsvindt: •

DTU Viking gasifier, Lyngby

•

Guessing Oostenrijk

•

MILENA, Nederland (hoog omzettingsrendement, maar nog wel veel teerproductie)

Een, vanuit oogpunt van teervorming, interessant biomassavergassingsconcept dat momenteel draait sinds 2004 als onderdeel van de Choren Fischer Tropsch installatie is de met steun van Shell ontwikkelde 45 MWth 3 trapsvergasser (zie onderstaande figuur). 1. Pyrolyse van het droge hout in een geroerde trommel op 500 C en 4 bar waarbij scheiding teerhoudend pyrolysegas (bijv. 75%) en teerloze char (bijv. 25%) plaatsvindt 2. Hoge temperatuurvergassing met laag CH4-gehalte op 1400 C, 3 bar met gesmolten asafvoer 3. Injectie van de char met zuurstof waarbij endotherme vergassing plaatsvindt met zodoende afkoeling tot 800 C. De Choren installatie heeft een input van 65.000 ton/jr aan droge houtchips, produceert ongeveer 18 miljoen liter vloeibare transportbrandstoffen en kost ongeveer 100 M€ aan investering. De gehele Choren bio-Fischer Tropsch installatie moet dit jaar daadwerkelijk gaan draaien.



Pagina: 19 van 83

Figuur 2-9 Shell Choren 3 staps houtvergassingsinstallatie

2.2.5 Vergassing in superkritiek water Bij deze vorm van vergassing is het mogelijk om zeer natte biomassa stromen in te zetten als grondstof. De temperatuur en druk van de voeding worden zo verhoogd dat het aanwezige water in superkritieke toestand komt, wat zoveel betekend dat er geen fysiek onderscheidt valt te maken tussen de gas- en vloeistoffase. Hiervoor dient de druk verhoogd te worden tot boven de 221 bar en de temperatuur verhoogd te worden tot boven de 374 °C. Eigenschappen: •

Geschikt voor natte voedingen (70-90 m % water)

•

Product gas komt beschikbaar op hoge druk (250-300 bar)

•

Gas is relatief schoon (door hoge oplosbaarheid van stoffen door hoge druk vindt gelijktijdig reiniging plaats van het gas).

•

Opwerking van het water, voor zover nodig, kan plaatsvinden met conventionele technieken.



Pagina: 20 van 83

•

Gassen worden niet verdund met stikstof.

Figuur 2-10 Processchema bij vergassing in superkritiek water Voorbeeldprojecten zijn alleen te vinden in de ontwikkelingsfase: •

Pilot bij de Technische Universiteit Twente

2.2.6 Ultra high gasification Bij toepassing van deze techniek vindt de vergassing plaats bij zeer hoge temperaturen (1.2001.700°C), waardoor een gasstroom ontstaat waarin zeer weinig as, koolstof en teer aanwezig is.



Pagina: 21 van 83

3 Teerverw T wijdering g en syng gasreinig ging N Gas) wordt geproduceerd doo or biomassa via vergassin ng om te zettten in een SNG (Synthetic Natural uctgas. De processtappe p en worden sc chematisch als a volgt weergegeven: methaanrijk produ

ur 3-1 Processstappen bij (Bio)-SNG productie p volg gens ECN Figuu




Het ruwe SNG moet dan nog worden opgewerkt naar Groen Gas door CO2 en water te verwijderen. Na opwerking dient SNG te voldoen aan dezelfde specificaties als het Groningen aardgas (zie bijlage B).

3.1

Gewenste Syngasspecificaties als functie van de toepassing

De belangrijkste ongewenste verontreinigingen in syngas zijn: • • • • • • •

Stof Teer NH3 H2S, COS Kwik HCl Natrium + Kalium

Mede afhankelijk van de toepassing dient het syngas gereinigd te worden. Hierbij geldt dat de syngasreiniging voor chemicaliën- en SNG-productielijnen zeer streng is terwijl de benodigde syngaseisen voor meestook in steenkolencentrales zeer beperkt kan zijn. De benodigde syngasreiniging voor toepassing in motoren en gasturbines bevindt zich hier tussen in. De figuren 3-1 tot 3-3 laten de specificaties zien welke gesteld worden aan het synthesegas voor wat betreft verontreinigingen. Deze kunnen een negatieve invloed hebben op de benodigde katalysator voor de methanisering. Zwavelverbindingen (H2S/ COS) en halogenen (HCl/HF) zorgen voor afname van de katalysator activiteit. Reiniging voor de methanisering dient zeer grondig te gebeuren, dit wil zeggen een efficiency van meer dan 99-99,9%.



Pagina: 23 van 83

el 3-1 Syngass Samenstellling van het ruwe r en gere einigde syng gas in Guessiing (hout-syn ngas Tabe toepa assing in gassmotor en tesst SNG modu ule)

Tabe el 3-2 Typisch he syngas sp pecificaties in n geval van toepassing t v voor chemica aliën of transp portbrandsto offen [61]

ur 3-2 Specifficaties veron ntreinigingen n synthesega as volgens EC CN [34] Figuu




3.2

Syngas reinigingsmethoden

De National Renewable Energy Laboratory (NREL) heeft een overzicht gemaakt [9] van mogelijke teerverwijdering- en gasreinigingstechnieken.

Figuur 3-3 Overzicht teerverwijdering en gasreiniging technieken

Bij vergassing van biomassa ontstaat teer (hoeveelheid is afhankelijk van gebruikt proces en brandstof). Steenkool-, petcokes- en bruinkolenvergassing vindt veelal plaats in poedervorm en op hoge temperatuur (>1200 C; behalve de Sasol Lurgi Mark 4 vergassers) terwijl biomassavergassers vaak opereren beneden de 1000 C en zodoende veelal ook meer teer in het syngas bevatten. Om er voor te zorgen dat dit geen problemen oplevert bij de verdere verwerking van het gas is het van belang om de teer te verwijderen. Teerverwijdering kan via een fysisch proces waarbij de aanwezige



Pagina: 25 van 83

teer wordt verwijderd (wassen of centrifugeren) of een thermisch/katalytisch proces verlopen waarbij de teer wordt afgebroken. Voordat de methanisering kan plaatsvinden dient het gas ontdaan te worden van verontreinigingen zoals zwavel, chloor en organische verontreinigingen. Hiervoor kunnen een aantal technieken worden toegepast.

3.2.1 Wassen (Wet scrubbing) Hierbij wordt het gas door een kolom geleid waarin zich watersproeiers bevinden, het aanwezige teer in het gas condenseert en in het water terecht komt. Hierin zit direct het probleem van een scrubber, het gebruikte water dient gereinigd te worden in een waterzuivering omdat het anders niet geloosd mag worden.

Figuur 3-4 Natte gaswasser gebruikt voor teerverwijdering



Pagina: 26 van 83

3.2.2 Centrifugeren of Roterende Deeltjes Scheider (RDS) Een roterend filter (RDS) bestaat uit een draaiend lichaam met kleine kanaaltjes waar het ruwe gas doorheen wordt geleid. Door de centrifugale kracht worden de deeltjes (stof en/of teer) in het ruwe gas naar de wand geleid. Onder invloed van de zwaartekracht of met reiniging door middel van perslucht dan wel water kunnen de deeltjes hier weer worden verwijderd.

Figuur 3-5 Voorbeeld RDS filter gebruikt bij testopstelling ECN

3.2.3 Katalytische teerverwijdering Een katalysator is een stof die een bepaalde chemische reactie beïnvloedt zonder zelf verbruikt te worden. In de praktijk blijkt echter dat een katalysator toch langzaam wordt verbruikt. Een katalysator kan tijdens het vergassingsproces (in bed) worden gebruikt om de vorming van teren tegen te gaan. Daarnaast kan een katalysator ook na de vergassing als gasreiniging worden toegepast om de teren zoveel mogelijk af te breken (kraken). Voor teerreductie en het kraken van teer zijn dolomiet en nikkel de meest toegepaste katalysatoren.



Pagina: 27 van 83

In Skive worden houtpellets vergast in een BFB vergasser. De teren in het syngas worden vervolgens katalytisch (met een Ni-catalyst op 900 °C ontwikkeld door VTT; erg gevoelig voor zwavel) zodanig omgezet dat het restmateriaal met het syngas mee kan worden verbrand in de gasmotor.

Figuur 3-6 Processchema Skive met katalytische teerverwijdering

3.2.4 Thermische teerverwijdering Thermisch is teer te kraken door de toevoeging van zuurstof en de toepassing van temperaturen van 1.200oC en hoger. Veelal is er bij vergassers sprake van ongeveer 7% energieverlies via achterblijvende cokes. Mogelijkerwijs zou deze toch al aanwezige cokes kunnen worden gebruikt in zuurstof geblazen branders om de temperatuur van het syngas te verhogen naar 1200 oC. De thermische teerverwijdering heeft zich kennelijk bewezen in de chemische industrie.

3.2.5 Teerverwijdering: OLGA (OLie GAswasser) In dit door ECN en Dahlman ontwikkelde proces wordt teer verwijderd door absorptie in een organische olie (bijv. biodiesel welke daarna kan worden meevergast).



Pagina: 28 van 83

Figuur 3-7 OLGA Gaswasser gebruikt voor teerverwijdering (Dahlman en ECN) Eigenschappen: •

Geen condensatie van teer in het systeem; doordat het teer dauwpunt in het gas boven de temperatuur van de toepassing ligt.

•

Geen vervuiling van het systeem

•

Geen vervuiling van het proceswater; doordat teer verwijderd wordt voor water condensatie.

•

Geen teer als afvalstroom; doordat verwijderde teer als recycle stroom wordt gevoed aan de vergasser.

3.2.6 Chemische absorptie Door toevoeging van een adsorbens treedt een chemische reactie op waardoor de vervuiling wordt verwijderd. Als absorbens wordt vaak gebruik gemaakt van een amine, zoals: •

monoethanolamine (MEA)

•

diethanolamine (DEA)

•

methyldiethanolamine (MDEA)

•

diisopropylamine (DIPA)

MDEA wordt onder andere toegepast bij een aantal IGCC installaties.



Pagina: 29 van 83

Figuur 3-8 Schema amine gas reiniging (35 – 50 C)

3.2.7 Fysische absorptie: Rectisol Het Sasol Lurgi Rectisol proces is marktleider en maakt gebruik van een absorbens op hele lage temperaturen. Voor de zuivering van producten van een vergassingsproces (H2S, CO2) wordt vaak methanol gebruikt (Rectisol® van Sasol Lurgi), zie voor een processchema figuur 4-11. Methanol wordt afgekoeld tot een temperatuur van -40°C (syngastemperatuur ca. +35°C) waarna de zure componenten aanwezig in het gas worden geabsorbeerd. Het verzadigde methanol wordt geregenereerd door drukverlaging of stoomstrippen zodat de verontreinigingen eventueel verder verwerkt kunnen worden. Het Rectisol® proces wordt veelvuldig toegepast bij grote vergassingsinstallaties, zie hiervoor Figuur 3-10. Voordeel van het proces is dat de gebruikte hulpstof (methanol) in verhouding tot de hulpstof van een ander proces (Selexol van UOP) goedkoop is, maar hier staat tegenover dat het proces gecompliceerder is vanwege de benodigde lage temperaturen.



Pagina: 30 van 83

Figuur 3-9 Schema en tabel met reinigingseigenschappen van het Linde Lurgi Rectisol® proces



Pagina: 31 van 83

Figuur 3-10 Geïnstalleerde capaciteit Rectisol® proces Sasol Lurgi

3.3

Fysische adsorptie: Selexol

Bij het door UOP gelicenseerde Selexol proces worden onder een hoge druk (20 -140 bar) zure syngas componenten (CO2, H2S, NH3 en COS; gezamenlijk vaak 5-60%) geadsorbeerd in dimethylether en polyethyleenglycol. In sommige gevallen is er sprake van een gescheiden H2S- en CO2-verwijdering. Selexol wordt onder andere toegepast bij IGCC toepassingen met reiniging tot op ppm-niveau’s terwijl er momenteel wereldwijd ca. 56 Selexol installaties draaien.



Pagina: 32 van 83

Figuur 3-11 Selexol processchema en mogelijkheden (www.uop.com)



Pagina: 33 van 83

4 Methanisering (CH4 synthese) en gasopwerking Syngas methaniseringsinstallaties vormen een bewezen technologie en worden commercieel verkocht door Haldor Topsoe en Lurgi. Bij vergassing van biomassa wordt een synthesegas geproduceerd, wat bestaat uit een mengsel van koolstof monoxide, koolstofdioxide, stoom, waterstof en afhankelijk van het type vergassing en de gebruikte grondstof kan ook al een hoeveelheid methaan ontstaan. Deze stoffen bevinden zich in een evenwicht volgens onderstaande reactie (water-gas-shift reactie):

H 2 + CO2 ↔ H 2 O + CO Veelal vindt bij SNG processen een stoom-reforming reactie plaats (stoom-injectie conform het bovengenoemde evenwicht) om de H2/CO-verhouding in het syngas richting de 3 te krijgen. Voor biomassastromen is deze stap minder vergaand dan voor bruin- en steenkool. Methanisering is een stap om een zo hoog mogelijk omzetting te krijgen van synthesegas naar SNG (vnl. methaan) met vergelijkbare specificaties als voor aardgas, zodat het geproduceerde SNG in het aardgasnet gevoed kan worden. Dit wordt bereikt volgens onderstaande exotherme reacties met behulp van een katalysator:

CO + 3H 2 ↔ CH 4 + H 2 O

CO2 + 4 H 2 ↔ CH 4 + 2 H 2 O Omzetting van synthesegas naar SNG is nauw verwant aan Fischer-Tropsch proces en aan het reforming proces van aardgas, alleen wordt hierbij gestreefd naar een hoog waterstofgehalte Vorming van methaan (CH4) zal beter verlopen bij een lagere temperatuur, zie hiervoor Figuur 4-1.



Pagina: 34 van 83

Figuur 4-1 Temperatuursinvloed methanisering

Figuur 4-2 Syngas methanisering via het Haldor Topsoe TREMP proces



Pagina: 35 van 83

4.1

Gasopwerkingstechnieken

Voordat het geproduceerde gas als SNG aan het gasnet geleverd kan worden dient het nog verder opgewerkt te worden tot gelijke specificaties van aardgas. Het dient voornamelijk ontdaan te worden van CO2 en water en vervolgens dient het op hoge druk (bijvoorbeeld druk transportnet Gasunie) te worden gebracht.

Figuur 4-3 Specificaties Groningen Gas en SNG Verschillende technieken kunnen toegepast worden om CO2 te verwijderen en aan bovenstaande specificaties van SNG te kunnen voldoen, bijvoorbeeld: •

Gaswassing: dit is hetzelfde principe als bij de teerverwijdering. Het gas wordt door een sproeitoren of door een gepakte kolom geleid waarover water wordt gesproeid. CO2 wordt hierdoor in het water geadsorbeerd.

•

Fysische adsorptie.Bij het verwijderen van CO2 d.m.v. Pressure Swing Adsorption wordt gebruik gemaakt van een moleculaire zeef. Een moleculaire zeef is een materiaal wat door de specifieke eigenschappen (poriëngrootte) als adsorbent voor gassen en vloeistoffen dient. De gasstroom wordt door dit materiaal geleid totdat de adsorptiecapaciteit bereikt is. Vervolgens wordt de moleculaire zeef geregenereerd door een druk (PSA) of temperatuurverandering (TSA) toe te passen. Door het toepassen van meerdere kolommen kan een constante productstroom verkregen worden. Zie hiervoor Figuur 4-4.



Pagina: 36 van 83

Figuur 4-4 Moleculaire zeef gebruikt voor CO2 verwijdering



Pagina: 37 van 83

5 (Bio-) ( SN NG refere entie pro ojecten 5.1

Guessing demons stratie hou utvergassing met SNG

ergassing vin ndt bij Guesssing plaats in n een 8 MWth FICFB verg gasser (Fastt De ve Intern nally Circulatted Fluidized d Bed) waarb bij twee zone es worden on nderscheiden n. Ten eerste e de verrbrandingszo one (circulere end wervelbe ed) waar lucht en houtrresten worde en verbrand om o het bed op o te warmen n tot zo’n 850 0-900°C. Ten n tweed de de vergasssingszone (stationair we ervelbed) waar de biomasssa met stoom m wordt vergast tot synga as bij een tem mperatuur va an 800-900 °C. ° Er is nog een insttallatie zoals Guessing in n bedrijf geleg gen in Oberw wart (8 MWthh) e stoomverga asser in Villa ach (15 MWthh) wordt gebo ouwd (allen terwijjl een grotere in Oo ostenrijk). De e ingaande brandstof zijn houtchips met m slechts 20 0-30% vochtt. s wordtt met een wa armtewissela aar teruggebrracht tot een lagere Het syngas temperatuur, waa arna het syng gas condenseert en met RME biodiessel n+water kom men hierbij ge ezamenlijk vrrij; de afgewe erkte biodiessel wordt (teren verga ast) wordt ge ereinigd. De scrubbing s me et RME biodiesel zorgt te evens voor de ve erwijdering va an triophene en (organisch he zwavelverrbindingen) welke w de Ni-kkatalysator van v de SNG pilot plant p kunnen n aantasten. Het syngas wordt w tenslotte in een ga asmotor gebrruikt om elek ktriciteit op te e wekkken (zie tabell 5.1 voor de specificatiess van het syn ngas).

Tabe el 5-1 Samen nstelling van het h gereinigd de en ongere einigde syng gas te Guessiing (12 MJ/m m3)

t 5.3 is we eergegeven hoe h momente eel het demo onstratietraje ect eruitziet om o SNG te In de figuren 5.1 t/m uceren. produ




Figuur 5-1 Processchema Guessing met gasmotor

Figuur 5-2 Processchema Guessing voor productie SNG



Pagina: 39 van 83

In 1997 zijn er voor Guessing eerst testen met een SNG pilot installatie (100 kWth) gedaan. Daarna is de grotere 1 MWth SNG demo in Guessing in 2001 gerealiseerd.

Figuur 5-3 Foto van de 1 MWth demo SNG bij Guessing

Voor het gedeelte van het syngas dat wordt omgezet naar SNG wordt de H2S vervolgens verwijderd met een actief kool-filter met daarna een ZnO-filter voor reiniging tot op ppb-niveau (de syngasreinigingsvolgorde is dan voor deze SNG route: doekenfilter > RME-wassing > actief koolfilter > ZnO-filter). Het aantal productie uren is in de loop de jaren opgeschroefd terwijl er ook een aantal aanpassingen zijn doorgevoerd (o.a. de brandstofdosering).



Pagina: 40 van 83

Figuur 5-4 Oplopende productie uren bij Guessing [70]

5.2

Dakota commerciële SNG productie uit bruinkolen

De wereldwijd enige grootschalige SNG productie-installatie bevindt zich sinds 1984 in Dakota USA. Er is destijds ongeveer 2,1 miljard $ geïnvesteerd terwijl de bruinkolen waarschijnlijk ongeveer 1 €/GJ kosten. Er is dus sprake van een relatief dure installatie en een relatief goedkope brandstof. Sinds 1984 wordt door de Dakota Gasification Company op commerciële basis via 14 parallelle Sasol Lurgi Mark 4 moving bed updraft bruinkoolvergassers met een energetisch rendement van ca. 60% ongeveer 1,5 miljard m3/jr aan SNG geproduceerd. De Mark 4 vergassers hebben een bewegend rooster en droge asafvoer. Hierbij mag het aandeel fines (deeltjes < 6 mm) niet meer dan 5% bedragen en tevens zijn er eisen voor het maximale gehalte aan Natrium en Kalium (vanwege het assmeltpunt dat boven de 1200 C moet liggen) en het vochtgehalte dat kleiner dan 50% moet zijn. Dit type Sasol Lurgi Mark 4 vergassers is nog niet vrijgegeven voor percentage houtpellets van meer dan 10%. Bij Dakota wordt ook gebruik gemaakt van Lurgi Rectisol syngasreiniging. Er wordt ongeveer 18.000 ton bruinkool/dag @ 15 MJ/kg ingezet (ongeveer 3200 MWth input ). Dit betekent dat er op jaarbasis 5,9 Mton aan bruinkool wordt ingezet. Tevens wordt er bij Dakota Great Plains ammonia en



Pagina: 41 van 83

ammoniumsulfaat (totaal ca. 500.000 ton/jr) en CO2 (1,3 miljard m3/jr ofwel 2,6 Mton/jr) geproduceerd. De ammonia-productie gebeurt via een na 1997 bijgebouwde ammoniafabriek welke gebruik maakt van het CF Braun proces.

Figuur 5-5 Processchema Dakota SNG productie



Pagina: 42 van 83

Figuur 5-6 Luchtfoto Dakota Gasification Company SNG

Figuur 5-7 Sasol Lurgi Mark 4 vergasser met bruinkool- en syngassamenstelling



Pagina: 43 van 83

Feitelijk is er bij de inzet van bruin- (of steenkool) sprake van een H/C-verhouding van ca. 0,75-0,77 hetgeen betekent dat er veel te veel koolstof aanwezig is hetgeen (gedeeltelijk) dient te worden gecorrigeerd met stoom-reforming1. Dit verklaart tevens de enorme hoeveelheid CO2 (2,6 Mton/jr) die vrijkomt bij Dakota. Bij houtachtige biomassa is de H/C-verhouding 1,4 hetgeen betekent dat er veel minder sprake behoeft te zijn van stoom-reforming en ook minder CO2 wordt gevormd (mogelijk een hoger energetisch rendement)

1

Immers voor de methanisatiestap is een H/C verhouding van 6 benodigd (zie hoofdstuk 5)



Pagina: 44 van 83

5.3

Goteborg Energi Gobigas bio-SNG

Goteborg Energi neemt deze zomer de investeringsbeslissing om in Zweden een 100 MWth SNG productie-installatie (140 MWth input en 11 miljoen m3 SNG output/jr) te gaan realiseren. De inbedrijfname staat gepland voor 2012. De investering vergt ongeveer 170 M€ terwijl het ingaande materiaal bosafval (volgens persberichten ca. 2,3 €/GJ, komende uit de lokale omgeving) is dat allereerst gedroogd wordt met warmte van de vergasser. Men twijfelt kennelijk nog over de te kiezen vergassings- en teerverwijderingtechnologie (aansluitend bij projecten als Guessing, Skive en Varnamo) en wil ongeveer 20-30% warmte leveren aan nabij gelegen verbruikers (geen eigen stroomopwekking via een stoomcyclus).

Figuur 5-8 Voorgesteld processchema voor de geplande Gobigas bio-SNG installatie.



Pagina: 45 van 83

6 Economie Economisch gezien is de ontwikkeling van technieken voor de productie van SNG afhankelijk van de zowel prijs van aardgas als ook de ingaande brandstofkosten. De reden dat er wereldwijd tot nu slechts 1 draaiende commerciële SNG installatie is, heeft vooral te maken met het feit dat de aardgasprijzen de afgelopen jaren niet hoog genoeg zijn geweest. In dit hoofdstuk zal op deze aspecten nader worden in gegaan.

6.1

Ontwikkeling van de West-Europese aardgasproductie

De West-Europese aardgasproductie wordt gekenmerkt door het volgende: •

Eigen EU productie daalt met (NL en UK) behalve Noorwegen;

•

Alleen dankzij enige nieuwe Noorse productie is de EU productie in 2008 nog niet dalende;

•

Steeds grotere afhankelijkheid van import;

•

Reeds 10% import duur LNG en 25% import uit Rusland.

De LNG import via schepen (zie tevens figuur 6.3) is hierbij als minder betrouwbaar te beschouwen aangezien de lading van de LNG-schepen veelal via spotmarkten worden verkocht aan de best betalende afnemer.

Figuur 6-1 Voorspelling van EU aardgasproductie [62]



Pagina: 46 van 83

Figuur 6-2 Ontwikkeling van de Nederlandse aardgasproductie met piekproductie in 1975 [62]

Figuur 6-3 Globalisering van de wereldaardgasmarkt medio 2015 [62]



Pagina: 47 van 83

6.2

Ontwikke eling aard dgasprijs

Economisch gezie en is de ontw wikkeling van n technieken voor de productie van S SNG afhanke elijk van de prijs van v aardgas. De reden dat d er wereldw wijd tot nu sllechts 1 draa aiende comm merciële SNG G installatie is, he eeft ook te maken met he et feit dat de aardgasprijz zen de afgelo open jaren (m meestal) niet hoog genoeg zijn gewe eest. Bij voldo oende hoge aardgasprijz zen wordt het steeds aan ntrekkelijker om o een ardgasprijzen n zijn vanaf 2000 2 (in navo olging van de e olieprijs) SNG productieloccatie te realisseren. De aa flink aan a het stijge en en het ein ndpunt is nog g niet in zichtt. Een belang grijk aandach htpunt hierbijj is dat ook de bio omassaprijze en de afgelopen jaren ee en stijgende, maar minde er volatiele, te endens verto onen.

Naturral gas, Henry Hub ($/ $/MMBTU),, 1996-20055

ur 6-4 Ontwikkkeling aardg gasprijs volgens UNCTAD D based on data d from Th homson Data astream Figuu




Distribution of the differeent gas prices (dollars per thousand t cubiic feet), from wellhead to commercial c co onsumer, USA A, 1988-2005

ur 6-5 Ontwikkkeling aardg gasprijs volgens UNCTAD D based on data d from En nergy Information Figuu Admiinistration

Figuu ur 6-6 Ontwikkkeling aardg gastarieven 2003-2007 2 volgens v CBS




6.3

Investeringen

Om een idee te krijgen wat organisaties opgeven en inschatten voor een vergassingsproject van enige omvang zijn de gegevens in onderstaande tabel verzameld. Het is moeilijk om te vergelijken, omdat sommige projecten uitgaan van een bestaande productielocatie die wordt omgebouwd en andere projecten van de grond af worden opgebouwd. Daarnaast is er sprake van verschillende valuta (er is gerekend met $1,56 voor € 1,00) en van verschillende jaren waarin het project gerealiseerd is of gaat worden. De prijsinflatie voor dit type projecten kan in sommige jaren makkelijk 10-20%/jr bedragen. Het is dus slechts een indicatie van de totale investeringen die bij zo’n project komen kijken. Het Dakota SNG project heeft 2,1 miljard $ gekost voor 3200 MWth input en 1,5 miljard m3/jr SNG productie. Al met al dient toch al snel te worden gerekend met een investeringsgrootte van ca. 1 miljard € voor een centrale bio-SNG installatie van 1000 MWth (input).

Nr. 1 3 8 11

Project/Locatie Eemshaven Buggenum Skive Schwarze Pumpe, Spreetal

Land Nederland Nederland Denemarken Duitsland

12 13 14 16 19

Karlsruhe ARBRE, North Yorkshire Lahti Greve-in-Chianti Fife

Duitsland Engeland Finland Italië Schotland

24 30 34 37 39 42

GoBiGas, Goteborg Wabash Peabody, Illinois Power Holdings, Illinois Secure Energy, Illinois Oswego

Zweden VS VS VS VS VS

MWe MWth Mwe MWth miljoen totaal totaal bio bio m3/jaar 1.300 253 4 75 13 200

250

Investeringen totale project € 1.000 miljoen € 386 miljoen € 23 miljoen € 256 miljoen € 400 miljoen € 27 miljoen € 15 miljoen € 30 miljoen € 505 miljoen

8 42 6,7

80 100 (SNG) 262 990 1.416 566 110

€ 170 miljoen € 438 miljoen € 1.932 miljoen € 644 miljoen € 213 miljoen € 1.288 miljoen

Tabel 6-1 Investeringen van enkele bestaande en geplande vergassings- en SNG projecten



Pagina: 50 van 83

6.4

Impact van brandstofkosten op syngasproductiekosten

De brandstofkeuze is essentieel voor het slagen van een bio-energieproject. Er moet worden bepaald of er voldoende brandstof beschikbaar is (of kan komen), wat de kwaliteit hiervan is en wat de prijsniveau’s zijn. Bovendien bepalen de beschikbare biomassastromen de technologiekeuze van de vergasser en mogelijke technologische risico’s. Belangrijke brandstofeigenschappen die de vergasserkeuze beïnvloeden zijn onder andere: stukgrootte / maalbaarheid, vochtgehalte, asgehalte en assmeltpunt. Vastbed vergassers zijn robuuster en zijn flexibeler in de brandstof. Voor stofwolk vergassers is het nodig de brandstof te verkleinen tot zeer fijne deeltjes. In bijlage D is bijvoorbeeld een schema weergeven uit een rapportage van ECN [36] met betrekking tot voorbewerking van biomassa voor een stofwolk vergasser. Voor een centrale bio-SNG installatie van 1000 MWth (input) is al snel zo’n 360 ton/uur ofwel 2,8 Mton aan biomassa met een stookwaarde van 10 MJ/kg benodigd. Indien er wordt uitgegaan van vooral Nederlandse biomassastromen zal er altijd sprake dienen te zijn van een portfolio van verschillende soorten biomassa zoals bijvoorbeeld groenafval, vers houtchips, diermeel, B-hout, shredder-afval, papier/plastic-afval, VGI-afval etc. Dit betekent dat er dus sprake dient te zijn van een robuuste vergassingstechnologie (een “alles eter”) die meerdere types biomassa kan verwerken. Eventueel kan er ook sprake zijn van meerdere onderling verschillende types parallel geschakelde vergassingsinstallaties. In de onderstaande figuur is een eenvoudige berekening weergegeven van de mogelijke SNGproductiekosten als functie van de toegepaste ingaande brandstof. Hierbij is uitgegaan van een energetisch rendement van 60% terwijl de schatting voor met name de operationele en kapitaalskosten grotendeels is gebaseerd op [11]. Er is in figuur 6.6 nadrukkelijk geen rekening gehouden met zaken als laagwaardige warmtelevering, CO2- en ammoniaproductie, CO2-credits etc. Er wordt nadrukkelijk aangeraden om deze economische impact en bijbehorende onrendabele toppen nauwkeuriger in kaart te brengen.



Pagina: 51 van 83

60,0

Indicatieve productiekosten SNG (€ct/m3)

Houtpellets

50,0 Hout chips

40,0 Opgew. Groenafval

30,0

Steenkool

Brandstofkosten 20,0

B-houtchips

10,0

Operationele en Kapitaalskosten 0,0 0

1

2

3

4

5

6

7

Huidige brandstofprijs (€/GJ a.r.) Figuur 6-7 Indicatieve grafiek ter illustratie van het effect van brandstofkosten op SNG kosten

Aan de hand van figuur 6.6 blijkt heel duidelijk dat de invloed van de brandstofkosten op de uiteindelijke SNG productiekosten enorm is. Nieuwe SNG projecten zijn dan ook vooral gepland op basis van bruin- en steenkolen (kosten ca. 1-2 €/GJ) terwijl Gobigas uit gaat van bosafval met een prijs van 2,3 €/GJ. Het ligt niet voor de hand dat ook in Nederland zoveel goedkope biomassa beschikbaar is of kan komen. Indien voor een nieuwe centrale bio-SNG installatie zou worden uitgegaan van houtchips (ca. 5 €/GJ) of houtpellets (ca. 7 €/GJ), levert dit al snel indicatieve productiekosten rond de 40-55 €ct/m3 op. Dit betekent dat er ook voor een nieuwe Nederlandse centrale bio-SNG installatie sprake zou moeten zijn van relatief veel laagwaardig bosafval / groenafval als ingaand product ofwel een andere vorm van stimulering en/of inkomsten (bijv. laagwaardige warmtelevering, CO2-verkoop, ammonia-verkoop, SNG-subsidie, CO2-credits, vrijstelling van brandstofbelasting).



Pagina: 52 van 83

6.5

Mogelijke scenario’s centrale bio-SNG productie in Nederland

SNG kan mogelijk een bijdrage leveren aan de wens om in 2020 circa 4 miljard m3 (circa 10% van het Nederlandse aardgasverbruik) te vervangen door groen gas. Momenteel wordt er uit gegaan van de mogelijkheid dat ongeveer 2,5 miljard m3 van deze doelstelling zal worden gerealiseerd via vergassingroutes en het overige deel via vergisting. Uit de uitgevoerde inventarisatie van voorbeeldprojecten voor (bio-) SNG productie is gebleken (zie tevens bijlage E) dat er met name twee scenario’s voor de hand liggen. Route 1: opschaling vanuit de biomassavergassing Het eerste scenario is dat vanuit de diverse bestaande biomassa vergassingsprojecten (zoals Guessing, ECN, Skive, Lahti en Varnamo etc.) een technologie wordt opgeschaald die verder leidt tot een demonstratie van een 10-100 MWth bio-SNG installatie. Route 2: aansluiten bij grootschalige industriële syngasproductie- en conversieprocessen2 Bij het tweede scenario wordt zoveel mogelijk aangesloten bij bewezen grootschalige kolenvergassings- en technologieën en Dakota waarbij bijvoorbeeld een bio-SNG installatie van 500 – 1000 MWth (270 - 540 miljoen m3 SNG per jaar) wordt ontwikkeld (zie tevens figuur 6.7).

2

NB een soort tussenvorm waarbij ook wordt geleerd van bijvoorbeeld het Gobigas project of waarbij onderling verschillende

types vergassers parallel worden toegepast is ook mogelijk.



Pagina: 53 van 83

Afval en RDF

Afvalvergassing Gewenst doel: Grootschalige biomassa vergassing voor SNG productie

1 Resthout Houtsnippers

Houtvergassing voor elektriciteit en warmte productie

Schoon hout meevergassen biomassa

2

Kolenvergassing

Kolen ≤ 1 MWth 5 MWth

50 MWth

100 ‐ 1000 MWth

Figuur 6-8 Twee mogelijke routes naar grootschalige bio-SNG productie De doelstelling van 2,5 miljard bio-SNG via vergassing in 2020 De eerder genoemde doelstelling van 2,5 miljard m3 bio-SNG productie via vergassing in 2020 houdt in dat er ongeveer 4600 MWth aan nieuwe Nederlandse capaciteit zal dienen te worden gerealiseerd. Dit houdt dan tevens in dat er ongeveer 13 Mton/jr aan biobrandstof met een stookwaarde van 10 MJ/kg is benodigd. Ingenia beschouwt, gezien de uit doelstelling voortkomende schaalgroottes en het feit dat het meer voor de hand ligt om uit het oogpunt van technische risicobeheersing vooral aan te sluiten bij bewezen en industrieel gangbare productieprocessen, route 2 als de meest aannemelijke route. De doelstelling van het rapport “Vol gas vooruit” is om in 2015-2020 de eerste SNG productielocatie te realiseren. Daarbij wordt al gesteld dat het implementatiepad ambitieus is. Hiervoor wordt bijvoorbeeld verwezen naar bijlage E alwaar er sprake is van doorlooptijden van veelal 5-9 jaar tot aan realisatie voor o.a. Guessing, Varnamo, ARBRE en Skive. Ook is er bij deze “pioneering energy” projecten vaak sprake van een opstartperiode van enige jaren.



Pagina: 54 van 83

Er kan in 2020 bijvoorbeeld sprake zijn van 1 nieuwe 1000 MWth bio-SNG productie installatie bij een Nederlandse zeehaven. Dit zal alleen kunnen gebeuren als de Nederlandse overheid een aantal permanente stimuleringsmaatregelen neemt en hindernissen wegneemt. Economische stimulering door de overheid Eerder in dit rapport is indicatief weergegeven dat er makkelijk sprake kan zijn van een kostprijs van 40-55 €ct/m3 voor Nederlands bio-SNG via vergassing en dus een forse onrendabele top ten opzichte van de huidige commodity aardgasprijs (ca. 25-30 €ct/m3). Een belangrijke stimulans kan de volledige vrijstelling van bio-SNG via vergassing van energiebelasting vormen tezamen met een investeringssubsidie en het mogelijk maken van een volledige “opt-in” voor alle aan de bio-SNG toe te kennen CO2 credits binnen de Nederlandse CO2emissiehandel. Dit zou dit jaar al dienen te gebeuren. Het invoeren van een feitelijk variabele vergoeding voor bio-SNG via de SDE regeling lijkt geen volwaardige stimulans. De initiatiefnemer neemt hierbij immers het risico dat de SDE subsidie daalt ten gevolge van gestegen aardgasprijzen maar dat tegelijkertijd vanzelfsprekend de biobrandstoffen ook in prijs stijgen. Het gaat immers beiden om brandstoffen die in dezelfde markten opereren.

Overig stimulerend beleid door de overheid Los van de economie zullen er tevens krachtige industriële partijen dienen op te staan die al een positie hebben in de Nederlandse energievoorziening en voortvarend een kartrekkersrol op zich willen nemen. De overheid kan hierbij een positieve rol spelen door relevante partijen bij elkaar te brengen, informatie beschikbaar te laten komen, onderzoeken te laten uitvoeren en project-aanloopkosten te subsidiëren.



Pagina: 55 van 83

7 Conclusies en aanbevelingen voor beleid SNG De onderliggende studie heeft nadrukkelijk een inventariserend karakter. Diverse zaken dienen nader te worden uitgezocht en verder onderbouwd.

7.1

Welke technieken zijn op dit moment beschikbaar voor centrale productie van SNG door vergassing?

Met als brandstof kolen, petcokes, bruinkool als grondstof kan SNG productie min of meer worden beschouwd als een bewezen technologie. Reeds sinds 1984 maakt de Dakota Gasification Company met een hoge beschikbaarheid van ca. 90% uit bruinkolen SNG. Vergassing van fossiele brandstoffen Qua vergassingsinstallaties kan worden gekozen uit o.a. Sasol Lurgi stoom- en zuurstofgeblazen vastbed vergassers. Steen- en bruinkolen zijn zeer goed maalbaar zodat er kennelijk een trend gaande is dat meer en meer wordt gekozen voor poedervergassers met gesmolten asafvoer zoals van bijvoorbeeld Shell of Siemens. De meestook van 10-30% biomassa is in sommige gevallen mogelijk. Vergassing van biomassa Biomassa is veel lastiger te verkleinen zodat poedervergassing niet meteen voor de hand ligt. Wel is dit een optie indien er voorbewerkingsstappen zoals torrefactie of pyrolyse zijn voorzien. Een “alles etende” zuurstof- en stoom geblazen wervelbedvergassingsinstallatie lijkt zodoende voor biomassa voor de hand te liggen. Andere, charmante technologieën vormen de indirecte vergassing zoals op kleinere schaal toegepast bij de houtvergassingsinstallatie te Guessing en de Shell 3 stapsvergassing bij Choren. Bij het indirecte vergassingsconcept te Guessing is een relatief dure zuurstoffabriek overbodig zodat er een iets beter energetisch rendement volgen. Onduidelijk is in hoeverre deze indirecte vergassingstechnologie verder opgeschaald kan worden of dat er gewerkt kan worden een aantal parallelle vergassers.



Pagina: 56 van 83

Teerverwijdering Biomassavergassing vindt vaak plaats op een lagere temperatuur ten opzichte van steenkolenvergassing. Bovendien is een lagere temperatuur gunstig om een hoger methaangehalte bij uittrede vergasser te verkrijgen. De teerverwijdering blijft zodoende bij biomassavergassing een zeer grote uitdaging waarbij de technologiekeuze van zowel de vergasser als ook de teerverwijderingstechniek grote invloed kan hebben op het slagen van het project. Mogelijke end-ofpipe teerverwijderingsmethoden zijn o.a. extreme afkoeling van het syngas tot bijv. 30 °C, adsorptie in organische olie (zoals bijv. Olga), thermisch nakraken op 1200 °C, katalytische teerverwijdering en water-scrubbing. Overige syngasreiniging Het syngas moet, ter bescherming van de Ni-katalysator extreem goed gereinigd worden. Met name de zwavelhoudende verbindingen moeten verwijderd worden. Er bestaan diverse commercieel verkrijgbare syngasreinigingsprocessen zoals bijvoorbeeld Sasol Lurgi Rectisol, MDEA en UOP Selexol die in staat zijn om dergelijke reinigingsstappen uit te voeren. Methanisatie en opwerking Deze technologieën worden commercieel aangeboden door de bedrijven Lurgi en Haldor Topsoe. De methanisatiestap vereist dat er sprake is van een H/C-verhouding van 6 in het syngas zodat er altijd stoom-reforming dient plaats te vinden om meer H2 in het syngas te verkrijgen. De H/C-verhouding in biomassa is gunstiger dan voor steen- en bruinkool.



Pagina: 57 van 83

7.2

In welke fase van ontwikkeling verkeren deze technieken?

Er is, met name in geval van de toepassing van biomassa als grondstof, sprake van een zogenaamde “pioneering energy” technologie met bijbehorende hogere technologische risico’s. Brandstof Kolen

Hout

Afval

Vergassing Vergassing van kolen wordt grootschalig en commercieel toegepast. Vergassing van hout is mogelijk, maar alleen op kleinere schaal en met de nodige opstartproblemen. Brandstof-flexibiliteit is een punt van aandacht / eis. Vergassing van afval is mogelijk, maar goed lopende voorbeeldprojecten zijn schaars.

Gaszuivering + methanisatie Syngasreinigings-technieken voor o.a. chemische en IGCC-toepassingen zijn commercieel beschikbaar.

Opwerking tot SNG De productie van SNG is slechts op één locatie in Dakota, VS bewezen, maar werkt daar al sinds 1984 goed.

Teerverwijdering is ingewikkeld en risicovol. De hierna plaatsvindende syngasreiniging en methanisatie zijn commercieel beschikbaar.

De opwerking van SNG uit bio-syngas wordt nog niet toegepast maar technieken zijn beschikbaar.

Bij vergassing van afval lijkt het nog een groot probleem om aan emissie-eisen en syngas-specificaties te voldoen.

(Nog) niet van toepassing.

De grootschalige (bijv. > 100 MWth) biomassavergassingstechnologie met bijbehorende teerverwijderingsstap worden hierbij beiden beschouwd als het meest risicovol terwijl voor de hierop volgende stappen zoals verdere syngasreiniging, methanisatie en SNG-opwerking (meestal diverse) industriële referenties zijn aan te wijzen. Er wordt aangeraden om per component te kiezen voor bewezen industriële technologieën van gerenommeerde leveranciers met draaiende te bezichtigen referenties die garanties durven afgeven. Betrouwbaarheid en robuustheid zijn hierbij voor het slagen van een dergelijk duur en complex project belangrijker dan het behalen van bijvoorbeeld 2 %-punt extra energetisch rendement. Het opschalen van componenten dient hierbij zoveel mogelijk te worden vermeden.



Pagina: 58 van 83

7.3

In welke mate zijn bij de diverse technieken de kwaliteit van het SNG en de efficiëntie van de productie afhankelijk van de input?

De kwaliteit van het SNG zal niet of nauwelijks afhankelijk zijn van de input. Er is immers sprake van een zodanig goede syngasreiniging, methanisatie en nageschakelde opwerking. Wel kan het type grondstof van invloed zijn op het systeemontwerp (o.a. type vergasser, zuurstoffabriek, teerverwijdering, mate van stoomreforming vanwege gunstige C/H-verhouding) en hetgeen zodoende de efficiëntie en/of het energetisch rendement van de SNG productie kan beïnvloeden. Voor steenkolenvergassing met SNG productie ligt een zuurstofgeblazen poedervergasser voor de hand zodat er dan ook eerder gekozen wordt voor een stoomcyclus met stroomopwekking. Indien een bio-SNG installatie met indirecte vergassing kan worden gerealiseerd kan er mogelijk eerder worden gekozen voor stoom- en warmwaterlevering aan derden.

7.4

Routes voor centrale bio-SNG productie via vergassing

De eerder genoemde doelstelling van 2,5 miljard m3 bio-SNG productie via vergassing in 2020 houdt in dat er ongeveer 4600 MWth aan nieuwe Nederlandse capaciteit zal dienen te worden gerealiseerd. Dit houdt dan tevens in dat er ongeveer 13 Mton/jr aan biobrandstof met een stookwaarde van 10 MJ/kg is benodigd. Er zijn 2 mogelijke routes gedefinieerd voor de realisatie van grootschalige centrale bio-SNG productie. Het eerste route is dat vanuit de diverse bestaande biomassa vergassingsprojecten (zoals Guessing, ECN, Skive, Lahti en Varnamo etc.) een technologie wordt opgeschaald die verder leidt tot een demonstratie van een 10-100 MWth bio-SNG installatie. Bij het tweede scenario wordt zoveel mogelijk aangesloten bij bewezen grootschalige kolenvergassings- en syngasconversietechnologieën en Dakota waarbij bijvoorbeeld een bio-SNG installatie van 500 – 1000 MWth (270 - 540 miljoen m3 SNG per jaar) wordt ontwikkeld.



Pagina: 59 van 83

Ingenia beschouwt, gezien de uit doelstelling voortkomende schaalgroottes en het feit dat het meer voor de hand ligt om uit het oogpunt van technische risicobeheersing vooral aan te sluiten bij bewezen en industrieel gangbare productieprocessen, de tweede route als de meest aannemelijke route. De doelstelling van het rapport “Vol gas vooruit” is om in 2015-2020 de eerste SNG productielocatie te realiseren. Daarbij wordt al gesteld dat het implementatiepad ambitieus is. Hiervoor wordt verwezen naar bijlage E alwaar er sprake is van doorlooptijden van veelal 5-9 jaar tot aan realisatie voor o.a. Guessing, Varnamo, ARBRE en Skive. Ook is er bij deze “pioneering energy” projecten vaak sprake van een opstartperiode van enige jaren. Er kan in 2020 bijvoorbeeld sprake zijn van 1 nieuwe 1000 MWth bio-SNG productie installatie bij een Nederlandse zeehaven. Dit zal alleen kunnen gebeuren als de Nederlandse overheid een aantal permanente stimuleringsmaatregelen neemt en hindernissen wegneemt.

7.5

Zijn er specifieke knelpunten bij de productie van SNG, die nu al aandacht behoeven in beleidsvorming? Is onderscheid van SNG in bio-SNG en ander-SNG beleidsmatig relevant?

Economisch gezien is de ontwikkeling van technieken voor de productie van SNG afhankelijk van de zowel prijs van aardgas als ook de ingaande brandstofkosten. De reden dat er wereldwijd tot nu slechts 1 draaiende commerciële SNG installatie is, heeft vooral te maken met het feit dat de aardgasprijzen de afgelopen jaren niet hoog genoeg zijn geweest. Eerder in dit rapport is indicatief weergegeven dat er makkelijk sprake kan zijn van een kostprijs van 40-55 €ct/m3 voor Nederlands bio-SNG via vergassing en dus een forse onrendabele top ten opzichte van de huidige commodity aardgasprijs (ca. 25-30 €ct/m3). Een belangrijke stimulans kan de volledige vrijstelling van bio-SNG via vergassing van energiebelasting vormen tezamen met een investeringssubsidie en het mogelijk maken van een volledige “opt-in” voor alle aan de bio-SNG toe te kennen CO2 credits binnen de Nederlandse CO2-emissiehandel. Dit zou dit jaar al dienen te gebeuren. Het invoeren van een feitelijk variabele vergoeding voor bio-SNG via de SDE regeling lijkt geen volwaardige stimulans. De initiatiefnemer neemt hierbij immers het risico dat de SDE subsidie daalt



Pagina: 60 van 83

ten gevolge van gestegen aardgasprijzen maar dat tegelijkertijd vanzelfsprekend de biobrandstoffen ook in prijs stijgen. Het gaat immers beiden om brandstoffen die in dezelfde markten opereren. Het maken van een onderscheid in bio-SNG en fossiel SNG is beleidsmatig nodig omdat er sprake is van sterk verschillende brandstof- en SNG-productiekosten en dus ook onrendabele toppen in geval subsidie-verstrekking. Overig stimulerend beleid door de overheid Los van de economie zullen er krachtige industriële partijen dienen op te staan die al een positie hebben in de Nederlandse energievoorziening en voortvarend een kartrekkersrol op zich willen nemen. De overheid kan hierbij een positieve rol spelen door relevante partijen bij elkaar te brengen, informatie beschikbaar te laten komen, onderzoek te laten uitvoeren en project-aanloopkosten te subsidiëren.

7.6

Aanbevelingen

Kennisvergaring via bezoeken technologieleveranciers en referenties Bezoeken aan Dakota en het Gobigas-initiatief lijken zinvol. Tevens wordt aangeraden om contact op te nemen met een aantal gerenommeerde technologieleveranciers (vergassers, teerverwijdering, syngasreiniging, methanisatie), deze te bezoeken en zodoende allerlei “zachte” informatie boven water te trekken. Studies Aangezien er sprake is van een “pioneering energy” technologie is er nog steeds sprake van een gebrek aan kennis bij diverse potentiële initiatiefnemers. Er kan worden gedacht aan diverse onderwerpen: 1. de toepasbaarheid en technologische risico’s bij (opschaling van) grootschalige “alles etende” biomassavergassers 2. biomassamarkt en biomassaportfolio voor een grote installatie



Pagina: 61 van 83

3. teerverwijderingstechnieken 4. de economische haalbaarheid met hierin doorrekening van onrendabele toppen, energiebalans, CO2-levering aan kassen, warmtelevering, productie van nevenproducten (nafta, ammonia ammoniumsulfaat). Beschikbaar stellen van kennis aan de markt Het lijkt zinvol om een workshop te organiseren met o.a. presentaties door diverse relevante internationale sprekers (technologieleveranciers) bedoeld voor Nederlandse en/of West-Europese marktspelers.



Pagina: 62 van 83

BIJLAGE A Definities Begrip Aardgas Biogas Stortgas SNG

SNG Bio-SNG Groen gas Syngas Biosyngas Productgas IGCC RDF CFB FBG BFB EFG


Definitie Gewonnen uit aardgasvelden, bevat voornamelijk CH4. Samenstelling verschilt, Gasunie zorgt voor constante kwaliteit. Geproduceerd door vergisting, bevat voornamelijk CH4 and CO2 Product van stortplaatsen. Samenstelling vergelijkbaar met biogas. “Synthetic Natural Gas”, bevat voornamelijk CH4 geproduceerd via vergassing gevolgd door methanisering. Voornaamste oorsprong: kolen en biomassa Soms wordt de term SNG gebruikt als afkorting voor: “Substitute Natural Gas”. De betekenis is breder dan hiervoor omschreven, hiermee wordt alle gas bedoeld waarmee fossiel aardgas kan worden vervangen. Dit gas kan dus afkomstig zijn uit vergisting of vergassing. SNG uit biomassa Verzamelterm voor opgewerkte bio-SNG. Als opgewerkt biogas of stortgas geschikt en op specificatie voor inzet als aardgasvervanger. Synthese gas: H2 en CO (en CO2 en H2O) van fossiele herkomst geproduceerd via vergassing of reforming van kolen, olieresiduen of aardgas. Biomassa oorsprong; chemisch gelijk aan syngas, geproduceerd via hoge temperatuur (>1200°C) of katalytische vergassing. Geproduceerd via hoge temperatuur (<1000°C) vergassing. Bevat H2, CO, CH4, CxHy incl. teer (en CO2 en H2O). Integrated Gasification Combined Cycle (vergassing met gasturbine en stoomcyclus) Refuse derived fuel (vermalen huishoudelijk en/of bedrijfsafval) Circulating fluidized bed Fixed bed gasifier Bubbling fluidized bed Entrained flow gasifier


Pagina: 63 van 83

BIJLAGE B Groen gas specificaties voor invoeding in het Regionale distributrienet (aansluitvoorwaarden door DTE d.d. 21 november 2006)



Pagina: 64 van 83

BIJLAGE C Afweging Nuon Magnum CO2 verwijdering

BIJLAGE D Biomassa voorbewerking volgens ECN [36]



Pagina: 66 van 83

BIJLAGE E Biomassa Inventarisatie vergassingsprojecten Om een overzicht te maken van de huidige vergassingsprojecten is gebruik gemaakt van databases die via internet beschikbaar zijn gesteld: • De “Gasification world database 2007” opgesteld door de National Energy Technology Laboratory (NETL) in opdracht van de United States Department of Energy (DOE). •

Zeus development corporation library “global gasification plants”.

•

De “On-line gasification database” opgesteld door de Gasification Technologies Council (GTC).

• De “Survey of biomass gasification 2001” gepubliceerd door de Biomass Energy Foundation (BEF). • De “Highlights of current biomass gasification activities in member countries” van Task 33 Thermal gasification of Biomass van de International Energy Agency (IEA). •

De “Thermal Gasification of Biomass; An overview of activities within the countries participating in Task 20”

•

De “Status of Biomass Gasification in countries participating in the IEA and GasNet activity August 2004” gepubliceerd door K. Kwant en H. Knoef

•

De “Survey of commercial biomass gasifiers” gepubliceerd door James T. Cobb van de Universiteit van Pitssburgh.

De databases van NETL, Zeus en GTC zijn vergelijkbaar en bevatten voornamelijk commerciële, operationele installaties met een capaciteit van minstens 100 MWe met tevens een vooruitblik. De database van Zeus kijkt voornamelijk vooruit naar welke productielocaties worden overwogen of gepland zijn. De Biomass Energy Foundation (BEF) is een private groep van wetenschappers en burgers die zich inzetten voor de implementatie en verbetering van technische oplossingen voor de energievoorziening van de toekomst. De “Survey of biomass gasification 2001” gepubliceerd door de BEF voor de NETL bevat 177 projecten waar biomassa vergassing een rol speelt. Bijna alle projecten die zijn opgenomen zijn tussen 1997 en 2000 opgestart. In de jaren erna zijn er geen nieuwe projecten opgenomen in het overzicht. Binnen taak 20 en taak 33 “Thermische vergassing van Biomassa” van de International Energy Agency Bio-energy wordt regelmatig kennis uitgewisseld over de laatste ontwikkelingen in de



Pagina: 67 van 83

verschillende landen. Dit is tevens een goede bron om interessante voorbeeldprojecten uit te selecteren.

Interessante voorbeeldprojecten (bio)-SNG productie In deze paragraaf wordt toegelicht welke keuze er is gemaakt aan projecten die als voorbeeld kunnen dienen voor centrale productie van (bio)-SNG in Nederland. De keuze voor deze voorbeeldprojecten is gebaseerd op de argumenten dat: • het project wordt gezien als het voorbeeld van de werking van een vergassingstechnologie door de leverancier. • het project wordt in meerdere documenten/presentaties gezien als een goed voorbeeld van werkende biomassa vergassing. • het project levert als product SNG op of heeft dit in overweging. • het project heeft ook de nodige schaalgrootte om als voorbeeld te dienen voor centrale productie van SNG. Uitgaande van de doelstellingen voor 2020 wordt uitgegaan van een productielocatie die ongeveer 1 miljard m3 per jaar produceert. De tabellen zijn onderscheiden naar Nederland, Europa en buiten Europa. Van een aantal van deze projecten zal de techniek uitgebreider worden behandeld in het volgende hoofdstuk.



Pagina: 68 van 83

Nr.

Project

Vergasser

1

Magnum

Eemshaven

2

Amergas

Geertruidenberg

CCGT

Toepassing IGCC

CFB

Meeverbranden

Gas

Biomassa

MWe totaal 1.300

Kolen

Afvalhout

600

Biomassa

253

Brandstof1

Brandstof2

2006

CFB

Stoomturbine

Kippenmest

3

5

Bladel

BFBG

Gasmotor

Kippenmest

0,6

CFB,BFBG

Gasboiler

MILENA pilot

Project/ locatie

Petten

Land

2004

Biomassa

Vergasser

Toepassing

Brandstof1

Brandstof2 Hout

Gasmotor

Biomassa

Denemarken

BFB

Gasmotor, WKK

Biomassa

Denemarken

FBG, CFB

Gasmotor

Hout

Duitsland

CFB FBG, BTL, EFG

Meeverbranden

Kolen

Biomassa

11

Skive DTU Viking gasifier, Lyngby Rüdersdorf Schwarze Pumpe, Spreetal

IGCC

Kolen

Afval

12

Karlsruhe

Duitsland

MBG

Gasturbine

Afval

13

ARBRE, North Yorkshire

Engeland

CFB

Gasturbine

Hout

Duitsland

2000

0,8

FBG

10

2000

EFG

Denemarken

9

30

Tzum

Kolen

Start Gepland 2011

Buggenum

THERMIE

Harboore

8

MWth bio

4 6

7

MWe bio

Meevergassen

3

Nr.

Locatie

MWe totaal

MWe bio

2008

MWth bio

4

Start Commercieel sinds 1994 2008

0,5

2002

3

1996

75

1997

1,5

100

13 Energiegewas

8

2002 2001

Lahti

Finland

ACFB

Meeverbranden

Hout/afval

Frankrijk

CFB

Gasmotor, WKK

Hout

1

Italië

CFB

Stoomturbine

RDF

6,7

1992

17

OLGA, Moissannes SAFI, Greve-inChianti Güssing

Commercieel sinds 1998 2006

Oostenrijk

FICFB

Gasmotor

Houtsnippers

2

4,5

2001

18

Wiener Neustadt

Oostenrijk

FBG

Gasmotor, WKK

Houtsnippers

0,52

0,72

2003

19

Fife THERMIE, Puertollano

Schotland

Elektriciteit en SNG

Kolen

IGCC

14 15 16

20

Spanje

EFG

BIOSYN, Ribesalbas

Spanje

22

Vresova

Tsjechië

EFG

23

Värnamo

Zweden

GoBiGas, Goteborg

Zweden

PCFB Indirect gasification

21

24

BFB

Tabel 7-1 Projecten Europa (exclusief Nederland)

Gas/kolen

200

42

Afval

80

Gepland 2009

Kolen

Pet coke

300

1997

Gasmotor

Hout

Polypropylene residue

IGCC

Houtsnippers

SNG

Hout

Bruinkool

7

2002

385 Multi feedstock

2005 6

1996 84

Gepland 2012

Toepassing Nr.

Locatie 25 (SIGAME BIG-GT), Bahia British Columbia 26

Land Brazilië

Vergasser CFB

Canada

IGCC Stoomturbine

Brandstof1 Hout

Start 2009 gepland

Nakoso

Japan

EFG

29

Murayama City

Japan

30

Wabash river

VS

EFG

31

Burlington, Vermont

VS

Double CFB

32

Minnesota

VS

33

Dakota

VS

34

Illinois

VS

35

Kentucky

VS

36

Wyoming

VS

SNG

Kolen

37

Illinois

VS

SNG

Kolen

38

Illinois

VS

SNG

Kolen

39

Illinois

VS

SNG

Kolen

40

Dakota

VS

SNG

Kolen

41

Massachusetts

VS

SNG

Kolen

42

Oswego

VS

SNG

Kolen

43

Texas

VS

SNG

Biomassa

44

Indiana

VS

SNG

Kolen

IGCC

Kolen

Gasmotor, WKK

Hout

250

2007

Elektriciteit en SNG

Kolen

Gasturbine

Hout

2000

Stoomturbine

Hout

2006

2 Pet coke

2007

262

Gepland

SNG

Kolen

1.530

1984

SNG

Kolen

990

Gepland na 2010

SNG

Kolen

Gepland Gepland 1.416


Gepland na 2010 Gepland

566


Pet coke

Gepland 110

Pet coke


1.130

Tabel 7-2 Projecten buiten Europa


Start Verwacht sinds 1995

12,5

28

EFG

3

Biomassa

PFluBG

EFG

miljoen m SNG per jaar

15

India

MBG

MWe bio

Hout

Andhra Pradesh

27

Brandstof2 Suiker riet

MWe totaal

Pagina: 70 van 83

Gepland na 2010

Ontwikkelingsfase projecten Besloten is om de ontwikkelingsfase van een project te onderscheiden in: •

In ontwikkeling (lab of pilot schaalgrootte in onderzoeksomgeving);

•

Demonstratie (eerste werkende installatie met redelijke schaalgrootte);

•

In productie (werkende installatie in commerciële omgeving met beperkte of volledige draaiuren en vermogen).

In ontwikkeling De meeste biomassa vergassingsprojecten die zich in nog in een onderzoeksomgeving bevinden zijn bezig met onderzoek naar een betere vergassingstechniek of naar betere schoonmaaktechnieken (teerverwijdering). Bij de ontwikkeling van betere vergassingstechnieken is een voorbeeld de meertrapsvergassing zoals de Viking Gasifier van de TU Denemarken, waarbij nauwelijks teer terug te vinden is in het ruwe opgewekte gas. In Nederland is bij ECN de MILENA technologie ontwikkeld die door indirecte vergassing een hoge, efficiënte omzetting van biomassa naar SNG van 70% nastreeft. Beide processen zijn getest en de volgende stap is om een werkende demonstratie te realiseren. Een andere techniek is de vergassing in superkritiek water. Een aantal onderzoeksinstituten zijn hiermee bezig met laboratorium opstellingen (bijvoorbeeld BTG en TU Twente). Deze techniek lijkt nog in een vroege fase van ontwikkeling. Meerdere organisaties zijn bezig met het bijhouden van vergassingsprojecten, waarbij de laatste ontwikkelingen nauwlettend worden gevolgd. Wat betreft de technieken en ontwikkelingen met betrekking tot teerverwijdering en overige gas schoonmaaktechnieken is minder informatie beschikbaar. Technische universiteiten in geheel Europa zijn bezig met allerlei deelprojecten, maar een goed overzicht hiervan is niet gevonden. Onduidelijk is dus ook welke teerverwijdering technieken klaar zijn om in een demonstratieproject te worden toegepast. Een voorbeeld van een teerverwijdering techniek die nu wordt gedemonstreerd is het OLGA project (zie volgende paragraaf).

Demonstratie Een groot aantal van de geïnventariseerde projecten worden in dit rapport beschouwd als demonstratieproject. In Moissannes, Frankrijk wordt de OLGA technologie (gasreiniging op basis van olie) gedemonstreerd. De OLGA installatie is in 2006 ingebouwd in het vergassingsproces en heeft al met succes uren gedraaid. In Harboore, Denemarken staat als sinds 1994 een vergasser op basis van houtsnippers. In 2003 is daar een vernieuwde schoonmaaktechniek voor het vervuilde water aan toegevoegd (TARWATC). Ondanks de kleine schaalgrootte wordt het beschouwd als een succesvol project. Oostenrijk heeft een recent voorbeeldproject van houtsnippers vergassing in Wiener Neustadt, waarbij vastbed vergassing met de modernste technieken is geoptimaliseerd voor de opwekking van elektriciteit en gas. Het blijft echter op beperkte schaal. Het ARBRE project werd in 2001 in Engeland gerealiseerd, maar is in 2002 alweer gestopt. De doelstelling was om door houtsnippers vergassing minstens 8 MWe te produceren. In Ribesalbas, Spanje is in 2002 een vergassingsproject gerealiseerd waarbij industriële, plastic restproducten werden vergast en waarbij 7 MWe werd geproduceerd. Echter in 2004 moest ook deze locatie (vanwege niet-technische redenen) stoppen. In Varnamo, Zweden werd al in 1991 beslist een vergassingsinstallatie op basis van houtsnippers te bouwen, ontworpen voor de productie van elektriciteit (6 MWe) en warmte. Van 1996 tot 2000 is de installatie gebruikt voor uitbreid onderzoek. In 2001 hebben industriële partners onderzocht of ze de installatie voor commerciële doeleinden konden overnemen. De technische/economische risico’s werden echter te groot bevonden en sindsdien draait Varnamo in een non-profit organisatie met vooral educatie als doelstelling. In 2007 worden nu toch weer plannen gemaakt om de installatie om te bouwen. In Nederland zijn twee vergassingsprojecten (Tzum en Bladel) opgestart waarbij kippenmest wordt vergast. Het project in Bladel is ondertussen stilgezet mede vanwege technische problemen. Het is



Pagina: 72 van 83

niet te verwachten dat deze voorbeeldprojecten op korte termijn op grotere schaal gebouwd kunnen worden. In de Verenigde Staten is Primenergy een voorbeeld van praktisch onderzoek naar de vergassing van hout en het opzetten van demonstratieprojecten. In 2006 zijn zij begonnen met een hout vergassingsproject in Minnesota, waar ze elektriciteit (1 MWe) en warmte opwekken. In 2000 is er in Burlington, Verenigde Staten al een demonstratieproject gerealiseerd, waar bij een bestaande houtgestookte energiecentrale (McNeil Generating Station) een biomassa vergassingsinstallatie is geplaatst. Er is met succes houtsnippers met verschillende vochtpercentages vergast en het synthetische gas is meegestookt in de bestaande energiecentrale. In 2002 is het demonstratieproject gestopt en sindsdien wordt getracht het proces op commerciële schaal ergens anders in te zetten.

Productie Naast al het onderzoek en demonstratieprojecten zijn er toch ook projecten die commerciële productie nastreven. De helft van deze projecten zit echter nog in de plan- of ontwerpfase. In Skive, Denemarken wordt in 2008 een vergasser op basis van houtpellets in gebruik genomen die elektriciteit (4 MWe) en warmte gaat produceren. In de informatiefolders wordt het beschreven als de eerste houtpellets vergassingsinstallatie die commercieel gaat produceren. Een interessant voorbeeldproject, maar nog wel op kleinere schaal. Van Duitsland zijn drie interessante voorbeeldprojecten van vergassingsprojecten met productie doeleinden opgenomen. In Rudersdorf worden kolen en resthout vergast, waarbij de opgewekte energie wordt ingezet in een cement productie proces. In Spreetal (Schwarze Pumpe) staat al sinds 1965 een productielocatie vanwege de grote beschikbaarheid van bruinkool in de omgeving. Tegenwoordig worden er ook allerlei restproducten vergast (plastic, resthout, huishoudelijk afval) voor de productie van methanol en elektriciteit. In Karlsruhe werd in 2002 een productielocatie opgestart voor de vergassing van afval en restproducten. Deze locatie is echter binnen een jaar weer gestopt o.a. vanwege emissieproblemen.



Pagina: 73 van 83

In Lahti, Finland staat een 200 MWe/250 MWth productielocatie op basis van fossiele brandstoffen. In 1997 is daar een biomassa (hout, afval, restproducten) vergassingsinstallatie bijgekomen die al jaren naar tevredenheid bijdraagt in de productie van elektriciteit (>40 MWe) en warmte.

Figuur 5-7-1 De gebruikte brandstof en de opgewekte energie in Lahti [12] In Chianti, Italië staat al sinds 1992 een RDF vergassingsinstallatie die elektriciteit (6,7 MWe) produceert en productgas voor de nabijgelegen cementindustrie. De productielocatie heeft niet altijd naar tevredenheid gedraaid. Het energetisch rendement is bijvoorbeeld veel lager geweest dan in Lahti. In Nederland zijn er drie voorbeeldprojecten bekend met een grote schaalgrootte. In de Amercentrale (600 MWe) in Geertruidenberg is afvalhout vergast als aanvulling (30 MWe) op kolenverbranding. Echter door regelgeving is het meevergassen van afvalhout stopgezet. In Buggenum worden ook verschillende soorten biomassa meevergast bij de huidige kolenvergassing (253MWe). Ten slotte zijn er ook plannen om bij Eemshaven een nieuwe kolencentrale (Magnum) te bouwen waar biomassa wordt meevergast. In Guessing, Oostenrijk staat een vergassingsinstallatie op basis van houtsnippers die de omliggende bewoners en ondernemers van elektriciteit (2 MWe) en warmte (4,5 MWth) voorziet. Het is een erg succesvol project geworden en draait sinds 2002 zowel technisch als financieel goed. Interessant is



Pagina: 74 van 83

ook dat er in Gussing geëxperimenteerd wordt met het maken van SNG, bekend onder de naam COSYMA (Container based System for Methanisation). De resultaten hebben geleid tot de beslissing om een demonstratieproject voor Bio-SNG (1 MW, 100 Nm3/u) te maken. In Fife, Schotland zijn er concrete plannen om een bestaande vergassingslocatie te moderniseren en er hout, restproducten en kolen te vergassen en elektriciteit te produceren. Hetzelfde bedrijf (Global Energy) heeft in 1999 al de vergassingsinstallatie in Wabash, Verenigde Staten overgenomen. Wabash is een interessant project, omdat door marktwerking al jaren veel aandacht is besteed aan de economische efficiëntie van het kolen vergassingsproces. Daarnaast is het ook een van de meest succesvolle projecten uit het schone kolen programma van de VS Department of Energy vanwege de bereikte resultaten met schoon produceren. Nog interessanter zijn de concrete plannen om de locatie uit te breiden, waarbij ze ook SNG gaan produceren. In Canada staat een project gepland waarbij hout wordt vergast voor het produceren van elektriciteit door een netwerk van meerdere vergassingslocaties. Vanaf 2008 zal de Bioenergy Power Network installaties van 5 tot 10 MW realiseren. Een ander interessant project wat gepland staat is de Goteborg biomassa vergassingslocatie, waar grootschalig houtsnippers zal worden vergast en het opgewekte biogas (84 MWth) in het aardgasnet zal worden gevoed. Het voorbeeld van grootschalige SNG productie door kolenvergassing ligt in Dakota, Verenigde Staten dat al in 1984 is gerealiseerd en nog steeds produceert. Om de productie duurzamer te maken wordt sinds 2000 de vrijgekomen CO2 ondergronds opgeslagen. Onbekend is of er ooit overwogen is om biomassa mee te vergassen. In de Verenigde Staten zijn er verschillende bedrijven die op commerciële basis serieus overwegen om vanuit kolenvergassing op grote schaal SNG te gaan produceren. De start van deze projecten is niet voor 2010 te verwachten en onduidelijk is dus ook of meevergassen van biomassa een rol speelt.

Ontwikkelingstijd vergassingsproject



Pagina: 75 van 83

Interessant is ook om te kijken in welk tijdspad een aantal praktijkvoorbeelden zijn gerealiseerd. De doelstelling van het rapport “Vol gas vooruit” is om in 2015-2020 de eerste SNG productielocatie te realiseren. Daarbij wordt al gesteld dat het implementatiepad ambitieus is. Kijk bijvoorbeeld naar Gussing, Varnamo, ARBRE en Skive. In 1997 zijn er voor Gussing eerst testen met een pilot installatie (100 kWth) gedaan. Daarna is de grotere productielocatie in Gussing in 2001 gerealiseerd. Het aantal productie uren is in de loop de jaren opgeschroefd.

Figuur 5-7-2 Oplopende productie uren Gussing [70]

De beslissing om in Varnamo de vergassingsinstallatie te realiseren werd in 1991 genomen. In 1996 werd de productielocatie gerealiseerd en in bedrijf genomen als demonstratieproject. In 1992 besloot de EU om een aantal projecten op basis van biomassa met minstens 8 MWe financieel te ondersteunen. In 1994 werd duidelijk dat ARBRE een van deze projecten was. In december 1995 werd door een aantal partijen ARBRE Energy Limited opgericht, waarna de plannen concreet gemaakt konden worden. In februari 1997 werden de plannen goedgekeurd door de



Pagina: 76 van 83

vergunningsinstanties en in april 1998 werden de contracten getekend voor constructie en onderhoud van de productielocatie. Begin 2001 was de bouw van de productielocatie gereed. De projectplanning, rond krijgen van de financiering en opstellen van de specificaties van Skive is begonnen in 1999. Op dit moment (2008) is het project in de testfase. De gasreinigingstechniek die wordt gebruikt is alleen kleinschalig bewezen, vandaar dat nog maar 1 van de 3 gasmotoren is geïnstalleerd. De komende jaren zal de productielocatie dus nog worden opgeschaald.

Duidelijk is dat het opzetten van een specifieke grootschalige SNG productielocatie een voorbereiding en realisatieperiode van jaren vergt en niet meteen op vollast zal draaien

Ontwikkelingspaden naar bio-SNG via vergassing Het blijkt dat er veel te leren valt uit de praktijkervaring van de geselecteerde projecten. Elk project heeft wel obstakels gekend en vaak is van stopgezette installaties een evaluatie te vinden met zogenaamde “lessons learned”. Een aantal aspecten uit die praktijkervaring hebben we hier samengevat. Toegewijd technisch personeel Bij meerdere projecten was het nodig om het originele ontwerp tijdens de realisatie, test en productieperiode aan te passen of aan te vullen met bijvoorbeeld een betere gasreinigingstechniek. Het is dus belangrijk om technici gedurende langere tijd aan een productielocatie te binden en niet alleen tijdens de realisatie. Betrokken management en goede financiële bedrijfsvoering Bij projecten zijn bijna altijd meerdere partijen betrokken en wordt het project vaak door overheidsinstanties financieel ondersteund. Als een van de partijen zich terugtrekt of in financiële problemen komt, is dit vaak al fataal voor het project. Voldoende maatschappelijk draagvlak Er is geen overeenstemming in de maatschappij (politiek, burgers, milieuorganisaties, wetenschap en ondernemers) wat een milieuvriendelijke/duurzame manier is van productie van energie en wat op dit



Pagina: 77 van 83

moment technisch en economisch haalbaar is. Voor de start van een toekomstige SNG productielocatie door vergassing van biomassa dient dus duidelijk gemaakt te worden dat dit een logische en duurzame manier is van energieproductie. Daarnaast dient bepaald te worden hoe de overlast voor de omgeving tot een minimum wordt beperkt. Voorbeelden hiervan uit de geïnventariseerde projecten zijn: •

In Buggenum is de vergassing van afval en kippenmest nauwlettend gevolgd door de nabijgelegen bewoners en milieu organisaties. De kippenmest vergassing zou extra stank- en geluidsoverlast geven en het duurzame karakter werd ter discussie gesteld.

• In Dakota, Verenigde Staten is men uitgekomen op CO2 opslag om het productieproces te verduurzamen. Van meestoken van biomassa (hout) is nog geen sprake geweest. •

In Burlington, Verenigde Staten kreeg de McNeil-station in zijn beginjaren te maken met protesten van milieuorganisaties, omdat het hout gebruikte als brandstof. Een veld met gekapte bomen werd als schrikbeeld gebruikt in plaats van het als een duurzaam alternatief te beschouwen.

•

In Skive, Denemarken is men nu (2008) bezig met het in gebruik nemen en testen van het productieproces, waarbij omwonenden veelvuldig geïnformeerd zijn over de aanwezige (tijdelijke) stank- en geluidsoverlast.

•

De afval vergassingslocatie in Karlsruhe heeft veel negatieve pers gekregen en milieu organisaties hebben heel wantrouwig gekeken naar de gerapporteerde emissies. De vergassing van afval wordt als negatief beschouwd en zeker niet als een nuttige toepassing van restproducten.



Pagina: 78 van 83

BIJLAGE F Geraadpleegde bronnen Literatuur: [1] Platform Nieuw Gas, Werkgroep groen gas: Vol gas vooruit - de rol van groen gas in de Nederlandse energiehuishouding [2] R.V. Siemons, M. Mozaffarian, H. Boerrigter, M. van Burgel, A.W.G. de Vries, B. Wagenaar (november 2005): Groen Gas in de Energy Valley [3] U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory (2007): Gasification World Database 2007 Current Industry Status [4] U.S. Department of Energy, Office of Fossil Energy, National Energy Technology Laboratory (juni 2006): Gasification Technologies Project Portfolio [5] National Renewable Energy Laboratory, Nexant Inc. (mei 2006): Equipment Design and Cost Estimation for Small Modular Biomass Systems, Synthesis Gas Cleanup, and Oxygen Separation Equipment Task 2: Gas Cleanup Design and Cost Estimates – Wood Feedstock [6] National Renewable Energy Laboratory (maart 2003): Biopower Technical Assessment: State of the Industry and Technology [7] National Renewable Energy Laboratory (augustus 2001): Hot Gas Conditioning: Recent Progress With Larger-Scale Biomass Gasification Systems, Update and Summary of Recent Progress [8] National Renewable Energy Laboratory, Appel Consultants, Inc. (februari 2000): Lessons Learned from Existing Biomass Power Plants [9] National Renewable Energy Laboratory (november 1998): Biomass Gasifier “Tars”: Their Nature, Formation, and Conversion [10] The Ohio Environmental Council (november 2006): Promoting Integrated Gasification and Combined Cycle Power Generation and Carbon Capture and Storage [11] D. Gray, D. Challman, A. Geertsema, D. Drake and R. Andrews (juli 2007): Technologies for Producing Transportation Fuels, Chemicals, Synthetic Natural Gas and Electricity from the Gasification of Kentucky Coal [12] Juha Palonen, Timo Anttikoski, Timo Eriksson (2006): The Foster Wheeler gasification technology for biofuels: refuse-derived fuel (RDF) power generation [13] Erik Rensfelt, Michael Morris and Lars Waldheim TPS (oktober 2003): Project Arbre, UK - A woodfuelled combined-cycle demonstration plant



Pagina: 79 van 83

[14] D.L. Granatstein (voor IEA task 36, juni 2003): Case Study On Waste-Fuelled Gasification Project Greve In Chianti, Italy [15] D.L. Granatstein (voor IEA task 36, november 2002): Case Study on Lahden Lampovoima Gasification Project Kymijarvi Power Station, Lahti, Finland [16] AAEN A/S Consulting Engineers (September 2007): Skive Peoples Magazine [17] Johan Sterte (2006): Växjö Värnamo Biomass Gasification Centre [18] Krister Stahl, Lars Waldheim, Michael Morris, Ulf Johnsson, Lennart Gardmark (april 2004): Biomass IGCC at Varnamo, Sweden – Past and Future [19] FIB Bio energy research 20th issue (juni 2007): Focus on biomass gasification [20] Bio-Energy Research Group, Aston University (november 2002): The future for biomass pyrolysis and gasification: status, opportunities and policies for Europe [21] Task 4, Biomass Gasification-Based Processing (april 2002): Economic Evaluation of CO2 Sequestration Technologies [22] S. Austerman, Dr. K.J. Whiting (juni 2007): Commercial Assessment Advanced Conversion Technology (Gasification) for Biomass Projects [23] Kees W. Kwant (Novem), Harrie Knoef (BTG): Status of Biomass Gasification in countries participating in the IEA and GasNet activity August 2004 [24] EWAB Programme Novem (november 2001): Inventory of biomass gasifier manufacturers and installations, Final Report [25] Friedrich Lettner, Helmut Timmerer, Peter Haselbacher, Graz University of Technology - Institute of Thermal Engineering: Deliverable 8 (december 2007): Gasification guide, Biomass gasification State of the art description. [26] L. van de Beld (BTG), R. van Hutten (Cogas), R. Visser (DutCH4): Produktie van SNG/CNG via vergassing van natte biomassa in superkritiek water [27] R. van Ree, M.L. Beekes (KEMA), H. Knoef (BTG), J. Koppejan (TNO), J. Driegen (Linde BRV), R. Vos (TAUW) (mei 2005): Kennisoverdracht Actieplan Biomassa [28] Hermann Hofbauer, Harrie Knoef (2004): Report Success Stories on Biomass Gasification [29] S.C. Bhattacharya: A review of Biomass Gasification [30] Suresh P. Babu, task 20 (2000): Thermal Gasification of Biomass [31] Lopamudra Devi, proefschrift Tue (februari 2005): Catalytic removal of biomass tars; Olivine as prospective in-bed catalyst for fluidized-bed biomass gasifiers



Pagina: 80 van 83

[32] Dr. Bo Feng The University of Queensland (2005): Gas Cleaning Technologies for Combustion and Gasification Systems [33] Jan-Willem Könemann (januari 2007): OLGA Technology, tar removal in Biomass gasification processes [34] ECN R.W.R. Zwart, H. Boerrigter, E.P. Deurwaarder, C.M. van der Meijden, S.V.B. van Paasen (2006): Production of Synthetic Natural Gas (SNG) from Biomass. Development and operation of an integrated bio-SNG system. [35] ECN H. Boerrigter, A. van der Drift (december 2004): “BIOSYNGAS” Description of R&D trajectory necessary to reach large-scale implementation of renewable syngas from biomass [36] ECN A. van der Drift, H. Boerrigter, B. Coda, M.K. Cieplik, K. Hemmes (april 2004): Entrained Flow Gasification of Biomass, ash behaviour, feeding issues, and system analyses [37] ECN M. Mozaffarian, R.W.R. Zwart, H. Boerrigter, E.P. Deurwaarder, S.R.A. Kersten (aug 2004): “Green gas” as SNG (synthetic natural gas) a renewable fuel with conventional quality [38] ECN M. Mozaffarian, R.W.R. Zwart (juli 2003); Feasibility of Biomass / Waste-related SNG production technologies [39] ECN C.M. van der Meijden, J.P.A. Neeft, F.B. van der Ploeg (september 2001): Roterende Deeltjes Scheider (RDS) voor reiniging van biomassa stookgassen [40] R. van Ree, T. Gerlagh, B. Groenendaal, L. Dinkelbach, J. van Doorn, K. Hemmes (juni 2000): Kritische Succesfactoren Biomassa [41] A. Duret, C. Friedli, F. Maréchal (april 2005): Process design of Synthetic Natural Gas (SNG) production using wood gasification Conferenties, seminars, presentaties: [42] Jörgen Held, Swedish Gas Centre: International seminar on gasification and methanation September 20-21, 2007 [43] Martin Considine (Peabody, maart 2006): Gasification Technologies Council Workshop on Gasification Technologies [44] Cliff Keeler, ConocoPhillips (oktober 2007): Combining Technology & Resources to Make SNG a Reality [45] Jim Jurczak, P.E. (Burns & McDonnell Engineering, oktober 2006): The Taylorville Energy Center (TEC) A Case Study [46] Harry Morehead (augustus 2007): Siemens Global Gasification and IGCC Update (Secure Energy)



Pagina: 81 van 83

[47] Timothy E. Vail (januari 2008): SES A Global Industrial Gasification Company [48] John M. Irving, P.E. (Burlington Electric Department, maart 2006): McNeil Generating Station [49] Bob Fagerstrom, Dakota Gasification Company (oktober 2007): Operation and Maintenance of the Lurgi Mark IV Gasifier at Dakota Gasification Company [50] Rien van Haperen, Robert de Kler, Nuon (oktober 2007): NV Nuon Approaches & Challenges to Second Generation IGCC Plants [51] Toon van Dijsseldonk, Martijn Spanjers, Wim Willeboer (2006): Biomass as fuel for electricity generation by Essent: co-firing and gasification [52] Rik van der Ploeg, Gerard Grootveld, Matthieu Fleys, Lisanne Deprez: Shell Coal Gasification Proces for Power, Nuon Magnum Power Initiative 1.200 MWe multifeed IGCC [53] Pedro Casero (Elcogas, mei 2007): Pertollano IGCC power plant, operational experience and current developments [54] Dirk Volkmann (oktober 2004): Future Energy, Update on Technology and Projects (Vresova) [55] J. Patel, Carbona Corporation (mei 2004): Biomass gasification gas engine demonstration project [56] Andrew Perlman, GreatPoint Energy (oktober 2007): Coal to Substitute Natural Gas: The Next Generation of Coal Gasification [57] James T. Cobb, Jr., P.E. (2007): Survey of Commercial Biomass Gasifiers [58] ECN Biomass: Contributions to the “12th European conference and technology exhibition on biomass for energy, industry and climate protection” [59] Larry Felix (oktober 2007): Biomass Gasification Research at the Gas Technology Institute ThermalNet WP2E Workshop High Temperature Gas Treatment [60] The 2nd International Freiberg Conference on IGCC & XtL Technologies in Freiberg/Saxony, Germany from 8th to 12th May 2007. http://www.iec.tu-freiberg.de/conference/conf07/programme.html [61] Bo Feng, University of Queensland. Gas cleaning technologies for combustion and gasification systems. [62] E. Mearns, Analysis of European natural gas market. www.theoildrum.com. Mei 2008. Internet Europa: [61] http://www.gasification.eu/ [62] http://www.gasnet.uk.net/



Pagina: 82 van 83

[63] http://www.thermalnet.co.uk/?_id=171 [64] http://www.ieabioenergy.com/ [65] http://www.gastechnology.org/webroot/app/xn/xd.aspx?it=enweb&xd=iea/homepage.xml [66] http://www.gasification.org/ [67] http://www.gasification.org/Presentations/2007.htm [68] http://www.biosng.com/ [69] http://www.gasifiers.org/ [70] http://www.eranetbioenergy.net [71] http://www.renet.at/english/sites/overview.php [72] http://www.ficfb.at/ [73] http://www.thermoselect.com/ [74] http://www.emis.vito.be/AFSS/fiches/Technieken/Vergassing_en_verbranding.pdf Internet buiten Europa: [75] http://www1.eere.energy.gov/biomass/index.html [76] http://www.netl.doe.gov/technologies/coalpower/gasification/index.html [77] http://www.repp.org/discussiongroups/resources/gasification/ [78] http://www.woodgas.com/ [79] http://www.zeuslibrary.com/VEL/Gasification/ [80] http://www.nexterra.ca/industry/pristine.cfm



Pagina: 83 van 83

Centrale productie van Bio - Synthetic Natural Gas via vergassing - Een oriënterende studie

Recommend Documents