BioCat Roslev – Phase 1

Projektet
Det danske Biocat Roslev projekt 1 (”The Project”) omfatter nøgleforberedende arbejde, der kræves til udvikling af det første kommercielle biometanisering anlæg i hele verden. Efter en vellykket gennemførelse af Projekt 1 er det planlagt at bygge systemet I forbindelse med et moderne biogasanlæg med opgraderings- / injektionsanlæg nær Roslev, Danmark, nord for Skive i Jylland (Projekt 2, der for øjeblikket er ude af EUDP projekt perimeter). Det fremtidige system er planlagt at inkludere en 8 MWel elektrolyser forbundet med et biometanisering reaktor med en konvertering kapacitet på 400 Nm3/h CO2. Biogasanlægget og opgraderingsanlægget ejes og drives succesfuldt af Jens Christiansen ("Rybbjerggaard"), en partner i projektet. Biometanisering teknologi vil avanceret fra TRL 6 til TRL 8 gennem design, etablering og kontinuerlig drift at et P2G system fuldt integreret i biogasanlægget.

Projekt 1 indeholder følgende opgaver:
- WP2: Evaluer og ramm lovgivningsmiljøet på de danske gas- og el-markeder for at skabe et miljø, der muliggør en økonomisk drift af strøm til gas (P2G) -planter.
- WP6: Analyser markedet, lave en markedsmodel og strategi for danske P2G installationer
- WP3.1 og dele af WP 3.2: Udfør det nødvendige arbejde for at definere en højt niveau specifikations pakke (inkl. blokdiagramlayout, definitionen af batteribegrænsninger, et procesdiagram, undersøg af varmeintegrationssystemet og omfanget af arbejdet).

[Bemærk venligst, at arbejdspakker har opretholdt samme arbejdspakke nummer som beskrevet i det oprindelige forslag]

Udfordringen
Energilagring i stor skala er den største uløste udfordring for den grønne omstilling. Samtidig er klimaforandringer og atmosfærens CO2-niveaue en topprioritet for mange lande verden over. Danmark er verdensførende når det kommer til transaktionen fra et fossilt baseret energisystem til 100% vedvarende kilder, som biogas og vind. Selvom biogasanlæg producerer grøn energi udleder de stadig CO2 og vindmølleparker har den udfordring, at når de mister pristillægget, skal de konkurrere på et marked med møller der stadig modtager pristillæg. Vi ser derfor flere og flere nedlukninger af ellers velfungerende vindmøller. Sidst men ikke mindst er behovet for sektorkobling mellem energiforsyningerne en forudsætning for fremtidens effektive energisystem og står højt på den politiske dagsordenen. Power-to-Gas ("P2G") har potentialet til, at levere på alle disse udfordringer med et fleksibelt lagermedium, der bruger CO2 som ressource. Electrochaea (Figur 1) er det eneste firma, der har valideret en biologisk metaneringsteknologi i en industriel prototype, og som muliggør integration i og optimering af eksisterende vedvarende produktionsfaciliteter.

Innovation og løsning
P2G er ideel til at opfylde Danmarks mål for bæredygtighed og vedvarende energi:
1. Optimering af biogasanlæg: Omdannelse og anvendelse af CO2 emission fra biogasanlæg (40% af den volumetriske biogasproduktion). P2G bruger CO2, der ellers ville blive udledt til atmosfæren, ved at ”opbevarer” det i CH4, P2G er derfor en glimrende tilføjelse til biogasproduktionsanlæg og andre CO2-emisterende anlæg, til anvendelse af den ellers spildte CO2 ressource. Samlet set kan biomethan-produktionen fra Rybjerggaards biogasanlæg i Roslev, øges fra 491Nm3 / h til 522Nm3 / h og til 1.013 Nm3 / h, samt oplagrer op til 500 m³ CO2 pr. Time. Dette sker uden brug af yderligere biomasse.
2. Genanvendelse af vindmøllestrøm: P2G kan anvendes i samdrift med eksisterende vindmøller, herunder vindmøller der mister deres pristillæg, ved at bruge dem som primærkilde til elektrolysen i P2G-processen. I Danmark mister over 2 GW vindkraft pristillægget over de næste 5 år.
3. Balancering af elnettet: P2G muliggør energilagring og anvendelse på reguler kraftmarkedet.
4. Decarbonisering af naturgasnettet: P2G konverterer elektricitet og CO2 til metan og underbygger det danske mål om decarbonisering af gasnettet. På nuværende tidspunkt kommer ca. 8% af det danske gasproduktion fra biogaskilder. Metaneringsteknologien har potentialet til, at øge det med omkring 60% ved hjælp af CO2 fra biogasopgraderingsfaciliteterne. Potentialet stiger yderligere, hvis andre CO2-kilder og biogasanlæg, der i øjeblikket ikke opgraderer, også inddrages.

Electrochaeas højproduktive mikroorganismestamme i kombination med sit unikke højtryksbioreaktor design gør P2G processen meget effektivt. Electrochaea har i sin prototypeinstallation i Avedøre påvist, at de fordelagtige højtryksforhold (10 bar) og 65 C i bioreaktoren kan opretholdes i et industrielt miljø, for at producere biometan i gas-net kvalitet. Dette udgør grundlaget for en langsigtet konkurrencefordel.

Rammebetingelser
Den teknologiske udvikling inden for energiområdet foregår meget hurtig. Følgelig står myndighederne overfor en udfordring med at følge op og med at udnytte de fordelene udviklingen bibringer. De nuværende danske rammebetingelser for gas og elektricitet er ikke designet til oplagring og sektorkoblingsteknologier, hvilket gør økonomisk drift af denne relativt nye løsning til en udfordring. Projektet vil koncentrere sig om at anvende teknologien under den nuværende regulering, hvor teknologien kan være banebrydende som Danmarks første kommercielle power-to-gas (P2G) projekt, hvilket vil give værdifuld indsigt til den danske energisektor. For en mere fuldstændig udrulning af denne og andre P2G-teknologier kræves en koncentreret indsats fra de danske myndigheder og net-ansvarlige for at tilvejebringe de nødvendige rammebetingelser. Electrochaea vil - sammen med projektpartnerne, myndigheder og net-operatører - arbejde med evaluering og udformning af et reguleringsmiljø på gas- og el-markederne for at skabe et miljø, der muliggør en økonomisk drift af P2G anlæg.

Beskæftigelse
Ud over alle de energirelaterede effekter, der er nævnt ovenfor, vil en landsdækkende udrulning af P2G-løsninger bidrage til det danske arbejdsmarked med 1.000 fuldtidsækvivalenter under byggeri og 70 årsværk under drift. Projekt 2 vil fungere som en showcase for jobskabelse på stedet.