Inmatning av biogas utan propantillsats i Lunds Energis naturgasnät

Examensarbete VT 2012

Johanna Lakso och Fredrik Luthman

Inmatning av biogas utan propantillsatsi Lunds Energis naturgasnät

- en förstudie till smarta gasnät -

Dagens presentation

• Bakgrund

• Syfte

• Del 1: Typkunder

• Del 2: Simulering

• Slutsatser

LUNDS INNERSTAD SÖDRA SANDBYREVINGE

DALBY

ÖSTRA GASNÄTET

Förbrukning ca 35 GWh

Planerad biogasanläggning

Produktion ca 60 GWh

Bakgrund till projektet

Varför mata in biogas utan propan?

• Gör biogasen mer konkurrenskraftig – 58 kr/MWh

Minskat beroende av ändliga resurser

• Potential till minskade utsläpp av växthusgaser

• Anpassning av energisystemet till förnybar energi

• Varierande gaskvalitet en oundviklig utveckling

Varför matar man då inte alltid in utan propan?

Syftet med examensarbetet

Syftet är att: • utreda vilka variationer i gaskvalitet olika typkunder i

gasnätet tekniskt sett kan hantera

• utveckla en simuleringsmodell för att studera vilka variationer i gaskvalitet som kan uppstå vid inmatning av biogas utan propan i det östra gasnätet

• utvärdera hur ett välfungerande system för inmatning av biogas skulle kunna fungera

DEL 1: TYPKUNDER

Intervjuer & Erfarenheter

Krav & Råd

Weaver

• Wobbeindex används som mått på gasers utbytbarhet

• Wobbeindex, W, anger brännareffekten för olika energigaser

• Samma wobbeindex = samma brännareffekt

Vad är Wobbeindex?

Wobbeindex =Värmevärde

Relativ densitet

Rapportens referensgaser

Se-ries1

13.5

14

14.5

15

15.5

16

G20Naturgas Ref

Biogas II

Biogas I

+2,5 %

-3,5 %

-7,1 %

Erfarenheter från Danmark

Legala och tekniska krav

Series1

13.5

14

14.5

15

15.5

16

Naturgas Ref

Biogas I

Biogas II

Naturgas

Biogas I

Biogas II

Danmark, gamla

Danmark, nya

NGC

Generella

Series1

13.5

14

14.5

15

15.5

16

Naturgas Ref

Biogas I

Biogas II

Swedegas specifika-tionerNaturgas 2008-2011Energigas Sveriges biogaskrav

Wo

bb

ein

de

x [

kW

h/N

m3

]

Weavers utbytbarhetsteori

DEL 1: SAMMANFATTNING

DEL 2: SIMULERING

Modellens uppbyggnad

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 1011111211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513610.00%

0.10%

0.20%

0.30%

0.40%

0.50%

1 11 21 31 41 51 61 71 81 91 1011111211311411511611711811912012112212312412512612712812913013113213313413513610.000%

0.100%

0.200%

0.300%

0.400%

0.500%

0.600%

Kundprofiler

Indata i programmet

LUND DALBY

POSITIVT FLÖDE

NEGATIVT FLÖDE

Naturgas

BiogasGasflöde [kW]

Effektsimulering i en mätpunkt

Gasflöde [kW]

Resultat från modellen

-20000

-15000

-10000

-5000

0

5000

10000

15000

20000

kW

h/h

100 % Biogas

100 % Naturgas

Antal timmar med 100 % biogas20

06

2007

2008

2009

2010

2011

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2006

2007

2008

2009

2010

2011

Skanska V1 V2 V3 S/R

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

10,000

naturgas

blandad

biogas

Överskott i östra nätet

2006 2007 2008 2009 2010 20110

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

0

5,000,000

10,000,000

15,000,000

20,000,000

25,000,000

30,000,000

35,000,000

Tim

mar

kWh/

år

Korrelation med asfaltsverken

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 100000

1000200030004000500060007000

De timmar då inget asfaltsverk kör

kWh

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000

-25000

-20000-15000

-10000-5000

05000

10000

De timmar båda asfaltsverken kör

kWh

Alternativ inmatningspunkt

0

20

40

60

80

100

120

Modellens avvikelser från verkligheten

• Tidsförskjutningar på grund av den befintliga gasvolymen som finns lagrad i nätet.

• Modellen förutsätter att det alltid matas in naturgas via 10-barsledningen från Lund.

• Tryckskillnader kan uppstå och ge line packing som följd, en utökad modell behövs.

Möjliga system

• Renodlat biogasnät

• Inmatning utan propan i

sydöstra Dalby

• Luft- och propaninblandning

• Alternativ inmatningspunkt

Slutsatser

• En teknisk gräns för inmatning av biogas på naturgasnätet ligger mellan kvaliteten för Biogas I och Biogas II, förutsatt att alla kunder injusteras på referensnivån G20.

• Simuleringsmodellen har beskrivit systemet väl och en vidareutveckling av modellen har potential att kunna användas som ett debiteringsunderlag.

• Det mest lämpade systemet är inmatning av biogas utan propantillsats på 10-barsledningen mellan Lund och Dalby

Vad händer nu då?

• Danmarks nya föreskrifter

• System som säkerställer

kvalitet på inmatad gas

• Simulerad debiteringsmodell

• Samråd med industrier

Några frågor?

Tack för att ni lyssnade

Avvikelser för rapportens referensgaser