Biokraftplattformen:
”Tekniksprång för uppgradering av Biokraft i Sverige”
Stockholm
2015-03-18
Air Cooling
NG Inlet Open loop
Condenser
Steam Generator
Base GT Compressor TopSpool
Generator TopSpool Compressor
TopSpool Turbine
Combustor
Base GT Turbine Base GT
Generator Air Inlet Flow
Exhaust Flow Steam
Inlet
District Heating
Steam generator Steamflow
Air inlet Steam-
Fuelgas flow TopSpool Supercharger Gas Turbine
Air inlet Pyrolyser
GT power generator Turbine Charcoal export
BioFuel Sluice Air inlet
BioFuel inlet
Condenser BioFuel
drier
Exhaust
o Tekniksprånget kräver övergång till en gasturbinrelaterad process o En process som regenererar ånga
som del av sitt eget processflöde o Och där ångan deltar som
värmebärare i den integrerade förgasningen av biobränsle o Hög daggpunkt i kondensorn
underlättar och bidrar till en effektiv torkning av biobränsle
o Den effektiva gasturbincykeln, ett smart samspel internt i processen och en effektiv biobränsletork är
grundförutsättningarna för ett nära 60%-igt elutbyte.
Tekniksprånget,
är att från dagens knappa 30% uppnå nära 60% elutbyte från Biobränsle
Slutsats:
5,0 ggr mer el från BioKraft ur 2,6 ggr mer skogsråvara
Vad är potentialen
Elproduktion
12 TWh
Alfavärde
0,4
El 30% CHP
105% LHV
Dagens situation, enbart kraftvärme 4 000 drifttimmar/år
Insats Biobränsle
40 TWh
Värmeproduktion
30 TWh
3000 MW
4 000 h/yr
Uppgradering, blandad produktion av el och värme 8 000 drifttimmar/år varav 4 000 timmar/år kraftvärme
Insats Biobränsle
105 TWh
El 57%
CHP 86% LHV
Värmeproduktion
30 TWh
Elproduktion
7500 MW
4 000 h/yr
8 000 h/yr 4 000
h/yr
CHP 105% LHV El
57%
Uppgradering, enbart kraftvärme 4 000 drifttimmar/år
Insats Biobränsle
53TWh
Värmeproduktion
30 TWh
7500 MW
Elproduktion
30 TWh
Alfavärde
1,0
Ekonomisk jämförelse (CoE)
new technology 8 000hrs/yr CHP versus present steamcycle CHP technology
0 10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000
0 20 40 60 80 100 120 Specific investment SEK/kWe
Anläggningens storlek MW present technology new technology
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 20 40 60 80 100 120 Cost O&M öre/kWh el
Anläggningens storlek MW present technology new technology
Technology present new
Cogeneration CHP CHP
Power Installed 2025-2045 MWe 3 000 7 500
No of units 150 150
Operating Power production hrs/yr 4 000 8 000
Operating CHP production hrs/yr 4 000 4 000
Power generation TWh/yr 12 60
Heat generation from CHP TWh/yr 30 30
Fuel consumption TWh/yr 40 105
El efficiency Power % 30 57
CHP % 105 114
Overall % 105 86
Plant spec investment 2015 SEK/kW el 40 050 19 400
Cost of Electricity(CoE)
Capital cost (6%-25yrs) öre/kWh el 83,0 20,1 Fuel cost Biomass (20,0 öre/kWh) öre/kWh el 66,6 35,1 O&M cost (see diagram) öre/kWh el 27,4 13,1 DH credit (32,4 öre/kWh heat) öre/kWh el -81,0 -16,2 Green certificats (19,0 öre/kWh 15 yrs) öre/kWh el -14,4 -14,4
CoE öre/kWh el 81,6 37,7
-80 000 -40 000 0 40 000 80 000 120 000
2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070
Accumulated NPV (MSEK)
new technology CHP present technology CHP
Ekonomisk jämförelse (IRR & NPV)
new technology 8 000 h/yr CHP verus present 4 000 h/yr steamcycle CHP technology
Technology present new
Cogeneration CHP CHP
Power Installed 2025-2045 MWe 3000 7500
No of units 150 150
Operating Power production hrs/yr 4000 8000 Operating CHP production hrs/yr 4000 4000
Power generation TWh/yr 12 60
Heat generation from CHP TWh/yr 30 30
Fuel consumption TWh/yr 40 105
Price of electricity average base öre/kWh el 42,2 35,6
IRR 7,3% 16,5%
Business NPV mdkr 6,4 95,7
Investment NPV mdkr 41,1 50,9
processed BioFuel cogeneration
new technology Heat & Charcoal cogeneration versus present steamcycle CHP
Technology present new new
Cogeneration CHP CHP CHP&Char
Power Installed 2025-2045 MWe 3000 7500 7500
No of units 150 150 150
Operating Power production hrs/yr 4000 8000 8000
Operating CHP production hrs/yr 4000 4000 4000
Operating Char production hrs/yr 8000
Power generation TWh/yr 12 60 60
Heat generation from CHP TWh/yr 30 30 30
PeakHeat generation TWh/yr 20
Char export TWh/yr 110
Fuel consumption TWh/yr 40 105 210
Plant spec investment 2015 SEK/kW el 40 050 19 400 21 900
Cost of Electricity(CoE)
Capital cost (6%-25yrs) öre/kWh el 83,0 20,1 22,7 Fuel cost Biomass (20,0 öre/kWh) öre/kWh el 66,6 35,1 70,2
O&M cost öre/kWh el 27,4 13,1 18,8
DH credit (32,4 öre/kWh heat) öre/kWh el -81,0 -16,2 -16,2 PeakHeat credit (38,0 öre/kWh heat) öre/kWh el -12,7 Char export credit (25,0 öre/kWh HV) öre/kWh el -46,0 Green certificats (19,0 öre/kWh 15 yrs) öre/kWh el -14,4 -14,4 -14,4
CoE öre/kWh el 81,6 37,7 22,4
Price of electricity average base öre/kWh el 42,2 35,6 35,6
IRR 7,3% 16,5% 19,6%
Business NPV mdkr 6,4 95,7 136,1
Investment NPV mdkr 41,1 50,9 57,3
-80 000
-40 000 0 40 000 80 000 120 000 160 000
2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070
Accumulated NPV (MSEK)
new technology CHP&Char new technology CHP present technology CHP
Intern spets- värmeproduktion 20 TWh
export av charcoal 110 TWh El
28%
Total 105% LHV Biobränsle
210 TWh
Värmeproduktion 30 TWh
Elproduktion 60 TWh 4 000
hrs/yr
8 000 hrs/yr
CHP 86%
Summary
o Tekniksprånget kan dramatiskt ändra förutsättningarna för svensk elförsörjning o Dubblelt elutbyte är möjligt för Biokraft,
från dagens knappa 30% till nära 60% av insatt biobränsle
o Biokraft även lönsam utan koppling till fjärrvärme
o 5,0 ggr mer el från Biokraft ur endast 2,5 ggr mer skogsråvara
o Effektuttaget ökar från svensk Biokraft, 2,5 ggr mer än idag
o Resursbesparande och extremt lönsam i samverkan med biobränsleförädling, typ
GasTurbine power generator
BioFuel drier
Pyrolyser
Stripper &CCS auxilleries Steam
generator
Condenser &
CO2 absorber
BioFuel storage
Kombination med tillsatseldning
Heat from CHP Topping Heat
o I avgaspannan finns utrymme för tillsatseldning för att tillfälligt öka värmekapaciteten,
o Nödvändigt även för att samtidigt öka framledningstemperaturen o Producerat träkol utnyttjas som
tillsatsbränsle
o Tillsatseldning sker under
vinterperioden utan påverkan på kraftproduktionen,
o Under sommarperioden sker
träkolproduktion i kombination med elkraftproduktion
District heating
Power output Charcoal export
Supplementary firing
Air
Bakgrund
o krav på ökad förnyelsebar elproduktion o oro för väderberoende obalans i elsystemet o termisk kraftvärme bortglömd i debatten o fjärrvärme, en resurs som bör utnyttjas o bioel med dubbelt elutbyte är idag möjlig o Bioel billigare än sol- och vindel
o krav minimal ytterligare infrastruktur o och utmärkt som ny baslast
o samspel med andra industrisatsningar
o kunskap finns för skapa globala fördelelar
-20 0 20 40 60 80 100
0 2000 4000 6000 8000
Electricy price öre/kWh
Hours
0,0 1,0 2,0 3,0 4,0
2010 2020 2030 2040 2050 2060
Groth
Year
electricity price green certificates 0
10 000 20 000 30 000 40 000 50 000 60 000
0 20 40 60 80 100 120 Specific investment SEK/kWe
Anläggningens storlek MW present technology new technology
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 20 40 60 80 100 120 Cost O&M öre/kWh el
Anläggningens storlek MW present technology new technology
