Perspektiver for dansk ammoniak- eller methanolfremstilling, som ...

PSO 2005-2 6422
kombinerede fremstilling af el, varme, methanol eller ammoniak på basis af biomasse.
Energimæssige betragtninger ved fremstilling af brint
Brint, som det dominerende brændsel i et fremtidigt brintsamfund, betragtes af
mange som en ideel løsning på dækning af vores energibehov. Imidlertid er der, som
tidligere nævnt, en række forhold der gør at brint ikke umiddelbart og slet ikke på
markedsmæssige vilkår fortrænger andre brændsler og former for energiforsyning.
Reformering af fossile brændsler
Nutidens produktion af brint (H2), som primært bruges til fremstilling af ammoniak, til
fremstilling af methanol eller på olieraffinaderier, sker i overvejende grad og de fleste
steder billigst ved reformering af fossile brændsler (primært naturgas).
Reformering af naturgas foregår ved høj temperatur (cirka 800 C), og der er overskud
af varme fra processen. Der kan derfor produceres damp ved høj temperatur,
som kan udnyttes til andet formål som eksempelvis fremstilling af el. Derved kan der
netto eksporteres el fra anlægget.
Afhængig af om varmeoverskuddet udnyttes eller ej bliver energivirkningsgraden
(baseret på øvre brændværdi) for processen i et moderne anlæg mellem 89% ref. 6
og 82% hhv. Brinten forefindes her ved et procestryk på 26 bar og med en renhed på
99.95 mol%.
Elektrolyse
Brint produceres også i større omfang ved elektrolyse af vand (hovedsageligt hvor
der er adgang til billig strøm fra vandkraft). Hvis brint produceres ved elektrolyse er
virkningsgraden ifølge ref. 7 i større kommercielle anlæg ultimo 2003 ikke over 73%
(alkalisk elektrolysør fra Norsk Hydro Electrolysers AS), når virkningsgraden er
defineret som øvre brændværdi af brint (HHV=142 MJ/kg) i forhold til anvendt
elenergi til elektrolyse, ensrettere og andet hjælpeudstyr. Opgøres virkningsgraden i
stedet i forhold til nedre brændværdi af brint (LHV=120 MJ/kg) bliver virkningsgraden
maksimalt 62% 3 .
I 2006 kan en atmosfærisk alkalisk elektrolysør (jf. produktblad fra Norsk Hydro
Electrolysers AS) producere brint med et specifikt elforbrug på 4.1 kWh/Nm 3 brint
3 Der kan være argumenter for og imod de to opgørelsesprincipper af virkningsgrad (LHV kontra HHV).
Da opgørelsesprincippet især for brint har væsentlig indflydelse på virkningsgraden, er det under alle
omstændigheder væsentligt at angive, hvilken af de to principper virkningsgraden er udregnet efter.
Man kan antage det synspunkt at ingen af de to metoder giver et særligt præcist mål for, hvilke tab mht.
nytteværdi, der er forbundet med en sådan transformation med mindre man kender slutanvendelsen af
energiformen. Er det alene effektiviteten af elektrolysen, der er interessant, vil det være rimeligt at
anvende øvre brændværdi, når der er tale om konventionel elektrolyse af vand på væskeform.
Elektricitet må karakteriseres som værende en direkte energiform med meget høj nytteværdi set i
relation til vore behov og teknologi. Brint kan karakteriseres som en indirekte energiform (et brændsel),
som ofte vil blive konverteret til elektricitet før slutanvendelse. Denne konvertering er med både dagens
og morgendagens teknologi forbundet med væsentlige tab. At man så overhovedet vil transformere er
normalvis begrundet i hensynet til muligheder for lagring og transport (mobilitet af forsyningskilde i tid og
sted).
11