DMFC modul for intern transport og mobile anlæg

More documents

Recommendations

Info

DMFC modul for intern transport og mobile anlæg H2 Logic har set på de muligheder metanol som energibærer giver, herunder specielt ved brug i Minicrosser. Alle de sikkerhedsmæssige, distributionsmæssige, praktiske mv. overvejelser man skal gøre sig før metanol kan bruges som energibærer i mobile applikationer generelt og i Minicrosser T-140 specifikt er forsøgt gennemgået i et længere internt dokument. I det nedenstående er de vigtigste konklusioner og anbefalinger opsummeret. Konklusioner Kendetegn ved den optimale energibærer Den optimale energibærer til brug i mobile applikationer har uanset valg af teknologi følgende kendetegn; * er flydende ved temperaturer mellem – 40 og 80 °C, idet den hermed er let at opbevare og transportere * let at producere ud fra såvel fossile som vedvarende energikilder, idet en transition fra fossile energikilder til fremtidige vedvarende energikilder hermed lettes og en CO 2 neutral produktion er mulig * ugiftigt, idet det hermed er let og sikkert at omgås * så lidt brandfarligt som muligt * billigt at producere * muligt at producere i store mængder * har en høj volumenenergitæthed * har en høj vægtenergitæthed Hvis energibæreren skal anvendes i brændselsceller har den optimale energibærer heller ikke nogen kulstof til kulstof (C-C) bindinger, der er svære at ”knække” i en brændselscelle, og energibæreren har en høj renlighed, således at degradering af cellerne minimeres. Metanol som energibærer Metanol har en lang række fordele som energibærer. Metanol er således flydende ved temperaturer mellem – 98 °C og 64 °C og er derfor let at opbevare og distribuere i et eksisterende (eller lettere modificeret) brændstofdistributionssystem. Metanol kan produceres ud fra vedvarende energikilder, og de eneste restprodukter ved energiomsætning i en DMFC er CO2, H 2O og varme. Metanol er mindre giftigt målt på de fleste parametre end benzin, og er således f.eks. ikke kræftfremkaldende som benzin er det. Metanol er dog ca. en halv gang giftigere end benzin ved oral indtagelse, men forgiftning kan relativt let behandles ved hjælp af etanol (almindelig alkohol). Metanol er kun ca. 1/8 så farligt som benzin ved brand, hvilket skyldtes metanols lavere energiindhold, lavere fordampningsevne, højere nedre grænseværdi for eksplosionsfare, lavere brandhastighed og en betydeligt lavere varmeudvikling end ved benzin. Metanol er også muligt at producere billigt i meget store mængder. Hvis al den gas der flares pt. blev omdannet til metanol ville metanolproduktionen kunne stige fra de nuværende 32.000 mio. tons til 188.000 tons om året og merproduktionen vil kunne drive ca. 95 mio. FCV om året. Til sammenligning var der i 2003 95,7 mio. biler i Italien, UK og Spanien tilsammen. Metanol er også billigt og let at producere i store mængder. Gas produceret tæt på tætbebyggede områder distribueres normalt til disse markeder i rørledninger og alternativt som LPG. Gas der produceres langt fra tætbebyggede områder flares derimod i store mængder. Denne afbrændte gas har pr. definition ingen værdi og er dermed så at sige gratis (hvis dette ikke var tilfældet ville olieselskaberne have videreforarbejdet gassen i stedet for at brænde den af). Eksperter har således estimeret at metanol kan produceres for mindre end $ 100 pr. ton (2003 $-priser). Dette skal sammenlignes med at den aktuelle pris er i et rekordhøjt leje på $ 599 pr. tons. $ 100 pr. tons svarer til en produktionspris på 46 øre pr. l. Metanol kan let distribueres fra f.eks. mellemøsten og Sibirien med henholdsvis olietankere og 100 tons jernbanevogne på samme måde som man transporterer olie fra områder, hvor det ikke har kunnet betale sig at anlægge rørledninger. På nuværende tidspunkt anvendes 92 % af den producerede metanol i den kemiske industri. Denne metanol, der kendes som Grade AA har en garanteret renhed på minimum 99,85 %. Det betyder at der ikke skal bruges tid, kræfter og penge på en yderligere oprensning af metanolen, men at denne kan anvendes direkte i DMFC. På sigt bør energibærere prodeceres på baggrund af vedvarende energi. Metanol kan produceres på baggrund af fossile energibærere, ved at binde C02 fra atmosfæren og ved biomasse. Især muligheden for at producere metanol på baggrund af genmodificerede alger vurderes der på mere end 10 års sigt at være gode muligheder i. Den danske forsker Morten Sommer fra Harvard University har således vurderet at genmodificerede alger kan producere biobrændstoffer (herunder metanol) ca. 200 gange mere energieffektivt end landbaserede afgrøder såsom sukkerrør, oliepalmer, 1
aps, korn mv., og til en konkurrencedygtig pris. Morten Sommer vurderer at 0,3 % af klodens overflade kan dække hele jordens samlede energibehov. I danske forhold svarer det til at et areal på 20 * 30 km er stort nok til at kunne dække Danmarks behov for brændstoffer. Nuværende teknologi i Minicrosser – og dennes implikationer På nuværende tidspunkt anvendes der i den valgte Minicrosser (model T-140) to stk. DF 12 094 Y blygelbatterier fra firmaet Exide Technology. Batterierne vejer tilsammen små 80 kg. og fylder mere end 35 l. Batterierne kan kun aflades 70 %, de koster 7367,50 kr. incl. moms og forsendelse og de kan kun oplades 450 gange før ydelsen falder. Deres ydelse er desuden stærkt afhængig af temperaturen, og deres ydelse falder til 75 % ved 0 °C og er helt nede på 50 % ved – 18 °C. Batterierne tager ifølge producenten 10 – 12 timer om at blive ladet op. I praksis betyder dette, at den nuværende teknologi er tung, at den fylder meget, at der er lang ”optankningstid” og at batterierne er upålidelige. Det er således kun nye batterier, der kører på flad vej og ved 25 °C der kan køre de lovede 5 -6 timer på en optankning. Hvis batterierne er ved at være slidte, hvilket de allerede begynder at være efter et år, og/eller det er koldere eller varmere end 25 °C reduceres batteriydelsen drastisk. Eftersom dette er reelle og realistiske brugssituationer oplever brugerne at de ikke kan køre ret langt før batterierne skal lades op. Det gør brugerne usikre på om de kan komme frem og tilbage på en ”optankning”, hvorfor det formodes at mange føler sig tvunget til at blive hjemme og/eller at bevæge sig indenfor en meget begrænset radius fra hjemmet og ladestationen. Der sker hermed reelt det, at brugerne gøres mere bevægelseshæmmede og handicappede end tilfældet i en optimal situation kunne være. Metanol i Minicrosser Ved at anvende metanol som energibærer kan ladetiden på 10 – 12 timer nedbringes til en optankningstid på maksimalt to minutter. Driftstiden på en fuld opladning/fuld tank vil med en tankstørrelse på blot 3,5 l kunne fordobles i forhold til nye batterier ved 25 °C og kunne triples ved en tankstørrelse på 5,0 l. Idet mange brugere kører med gamle batterier og ved andre temperaturer end 25 °C vil brugerne reelt opleve en langt større forbedring. Det vurderes at brugerne vil opleve at en tank på 5 liter reelt giver en forbedring af kørselsradius på 4 – 5 gange den de oplever med den nuværende teknologi. Prisen på metanol er rekordhøj og koster i januar måned 2007 $ 599 pr. ton, svarende til 3,48 kr. pr. kg. Den metanol der kommer til Danmark kommer fra Statoils fabrik i Norge og har en meget høj renhed, hvilket skyldtes at denne er destilleret fire gange mod de normale tre for Grade AA. Idet hver destillation koster ca. 2 % vurderes det at Statoils metanol i indkøb for de store grossister er en smule dyrere, (men også renere) end metanol fra andre leverandører. Metanolen indskibes til havnene i Esbjerg og Aabenraa af firmaet Chemex, der benytter IAT til transport og levering af metanolen. Ved 1000 l leveret på Tjelevej 42 koster metanolen 4,45 kr. pr. kg. Eftersom det er normalt at give rabat til storkunder, vurderes det at Chemex har givet 3,45 kr. pr. kg for metanolen. Det betyder at Chemex tager 1 kr. i levering og fortjeneste pr. kg ved 1000 l. Metanolen kan også leveres i 55 gallon tønder (lig 208 l). Ved så små leverancer tager Chemex 8,30 kr. pr. kg, svarende til 4,85 kr. pr. kg i levering. I praksis betyder det at Chemex tager ca. 800 kr. for levering uanset om der leveres 1000 l eller 208 l. Forskellen i antal leverede l. gør naturligvis at leverancer af 1000 l er meget billigere pr. l. end leveringer i 208 l. tønder. Ved 1000 l koster metanolen 4,31 kr. pr. l inkl. levering, medens den ved 208 l. tønder koster 6,57 kr. pr. l. inkl. levering. Til denne pris skal der lægges mineraliolieafgift, som man selv skal indberette til Skat. Mineralolieafgiften er på 1,857 kr. pr. l. For at få den endelige forbrugerpris skal der tillægges moms. Ved 1000 og 208 l bliver den pris forbrugeren skal betale henholdsvis 7,71 og 10,53 kr. pr. l. Uden at vide det med sikkerhed vurderes det, at slutbrugeren vil sammenligne prisen på metanol med prisen på benzin og diesel, hvorfor det skal forsøges at opnå priser pr. l. metanol der er sammenlignelige med disse. Prisen på 7,71 kr. pr. l. metanol er sammenlignelig med prisen på benzin og diesel, hvorfor det vurderes at dette er en konkurrencedygtig pris. Prisen på 10,53 kr. pr. l. vurderes derimod at være i overkanten af hvad forbrugerne vil godtage, hvis en større markedspenetrering skal finde sted. På nuværende tidspunkt er det ofte plejepersonale på plejehjem og i hjemmeplejen der sørger for at stille kørestolene til opladning. Ved et skift til metanol undgår man at stille kørestolen til opladning ca. hver anden dag, men kan nøjes med at tanke ca. en gang i ugen. Selve tankningen tager dog lidt længere tid, hvorfor det ikke er muligt at sige noget med sikkerhed om, den ene eller den anden løsning er den mest tidseffektive for plejepersonalet. Dette må bero på tests i virkeligheden, men der er en stor sandsynlighed for, at plejepersonalet vil opleve den nye optankningsmåde som værende tidsbesparende i forhold til den nuværende. 2
Page 1 and 2: DMFC Modul for intern transport og
Page 3 and 4: 1. Indledning Slutrapport EFP05_330
Page 5 and 6: 4. Opnåede resultater Slutrapport
Page 7 and 8: Slutrapport EFP05_33031_0011 Billed
Page 9 and 10: Figur 5 - DMFC Stakkens ydeevne Kar
Page 11 and 12: Slutrapport EFP05_33031_0011 Alle m
Page 13 and 14: Slutrapport EFP05_33031_0011 I proj
Page 15 and 16: z Slutrapport EFP05_33031_0011 Brug
Page 17 and 18: Slutrapport EFP05_33031_0011 4.8.3.
Page 19 and 20: Slutrapport EFP05_33031_0011 I tabe
Page 21 and 22: Slutrapport EFP05_33031_0011 4.9.3.
Page 23 and 24: Slutrapport EFP05_33031_0011 Drifts
Page 25 and 26: Slutrapport EFP05_33031_0011 Det ka
Page 27 and 28: Senest opdateret 26_10_06 Vers 04 H
Page 29 and 30: Krav Spec for DMFC Modul for intern
Page 51: Krav Spec for DMFC Modul for intern
Page 55 and 56: 5 5 4 4 3 D D Seriel data 1 Seriel

DMFC modul for intern transport og mobile anlæg

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?