EMU

Udnyttelse af biomasse i energisektoren.

Du kan downloade hele rapporten her.

Sammendrag.

Rapporten indledes med en kort beskrivelse af den teknologiske udfordring, der er forbundet med udnyttelsen af biobrændsel, specielt halm, til kraftvarmeproduktion. Efterfølgende redegøres for det overordnede behov for forskning og udvikling (FoU) hos fem hovedinteressenter: brændselsleverandører, producenter, kraftværker, mindre kraftvarmeværker samt myndigheder.

I afsnit 5 omtales problemer af ikke teknisk natur. Det fremgår heraf, at forsk- ning og udvikling hovedsageligt har fundet sted, hvor biomasse har været tilgængelig som en billig råvare eller restprodukt. Årsagen hertil er bl.a., at prisen for biobrændsel er høj i forhold til fossile brændsler. Halm og gylle udgør de biomasseresurser, hvor der findes det største uudnyttede potentiale på kort sigt i Danmark. Der kan ikke trækkes på international viden inden for området forbrænding og forgasning af halm.

Den knappe tid, der er til rådighed for opfyldelse af Biomasseaftalen (kraftværkernes anvendelse af halm og træ) betyder, at igangværende FoU kun i begrænset omfang vil få indflydelse på disse anlægs udformning, samt at man fra kraftværkernes side er tvunget til at følge flere udviklingsspor samtidigt. Begrænsede muligheder for opførelse af kraftvarmeanlæg betyder, at det baseret på det danske marked alene vil være vanskeligt at nå et kommercielt prisniveau for halmfyrede anlæg. Dette sammen med en betydelig usikkerhed hos anlægsejerne bl.a som følge af skiftende politik er medvirkende til, at virksomhederne er tilbageholdne med egenfinansieret udvikling.
Den anførte usikkerhed omfatter bl.a.: koordineringen mellem energi- og miljøpolitikken (restprodukternes anvendelse), koordinering mellem energi- og landbrugspolitikken (dyrkning af flerårige energiafgrøder), afgiftspolitikken (affaldsafgifter) samt om, der fortsat vil være tilskudsordninger til fremme af anvendelsen af biomasse.

I afsnit 6 omtales FoU-aktiviteter forbundet med tilvejebringelse af faste biobrændsler. Det konkluderes, at der for at billiggøre biobrændsel er behov for FoU inden for områderne: metoder til håndtering, lagring, forarbejdning og transport af faste biobrændsler. I forbindelse med dyrkning af et- og flerårige energiafgrøder er der behov for FoU inden for området planteavlmæssige forsøg med henblik på reduktion af indholdet af kalium, klor og cadmium. Inden for området karakterisering af biobrændsler er der behov for udvikling af metoder til identificering af de parametre, der mere præcist kan forudsige biobrændslets opførsel i forbindelse med forbrændings- og forgasningsprocessen samt askens egenskaber.

I afsnit 7 omtales FoU i forbindelse med mindre fyringsanlæg. Teknologien er udviklet til et kommercielt niveau hos danske producenter. Det konkluderes, at der er et FoU-behov inden for områderne: forbedret styring og regulering, reduceret emission samt mindre afhængighed af manuel pasning.

I afsnit 8 omtales FoU inden for området kraftvarmeværker baseret på forbrænding op til 2 MWe. Kun udnyttelse af lossepladsgas kan i dag ske på kommercielle vilkår, mens de øvrige teknologier (totrinsforbrænding med tør røggasrensning, lille dampmotor samt stirlingmotor) endnu er på udviklingsstadiet. Det konkluderes, at der er behov for en stabil udviklingsindsats, før de omtalte teknologier kan nå et kommer- cielt niveau.

I afsnit 9 omtales FoU inden for området kraftvarmeværker baseret på forbrænding fra 2 til 50 MWe. Inden for dette område er der ca. 20 anlæg i drift og flere anlæg under opførelse. Der er tale om en teknik, der er ved at være kommercielt udviklet, og hvor danske erhvervsvirksom- heder er i front. Det er dog fortsat nødvendigt med tilskud for halmfyrede kraftvarmeanlæg, hvis de skal kunne konkurrere med fossilt fyrede anlæg. Der er behov for FoU med henblik på at forbedre økonomien f.eks. ved at øge elvirkningsgraden (højere dampdata). Endvidere er der behov for FoU i forbindelse med håndtering af energiafgrøder, reduktion af NOx- emissionen samt udskillelse af askens indhold af tungmetaller.

I afsnit 10 omtales FoU inden for området kraftvarmeværker baseret på forgasning op til 50 MWe. Inden for området atmosfærisk forgasning er der hovedsageligt på forskningsinstitutterne en lang række aktiviteter i gang. Teknologierne befinder sig fortsat på udviklingsstadet, hvorfor behovet for FoU er stort på en lang række områder: gasrensning, procesforståelse, opskalering, indfødning samt askehåndtering. Der er endvidere behov for et større engagement fra erhvervslivet, hvis udviklings- hastigheden skal øges. Inden for området tryksat forgasning er udviklin- gen ligeledes på udviklingsstadet, og aktiviteterne i dansk erhvervsliv og forskning er yderst begrænsede.

I afsnit 11 omtales FoU inden for området store kraftværker, dvs. værker større end 50 MWe. Tilsatsfyring med 15-20% halm og træ er mulig på ældre kulfyrede anlæg uden avanceret røgrensningsteknik. Ved tilsatsfyring er der specielt problemer forbundet med anvendelsen af halm. Behovet for FoU omfatter: korrosions- og belægningsforhold, påvirkning af miljøanlæg samt restproduk- ternes anvendelighed. En mulig løsning på aske- og korrosionsproble- merne kan være anvendelse af en separat enhed til forbehandling af halmen. De danske FoU aktiviteter er på et højt internationalt niveau.
Ved separate biobrændselsfyrede anlæg koblet til en central kraftværksblok er der i princippet tale om en kombination af kendt teknologi. FoU- behovet omfatter afprøvning af konceptet over længere tid samt un- dersøgelse af mulighederne for anvendelse af forskellige bi- obrændselstyper. Hertil kommer de i afsnit 9 anførte FoU-behov.
Anlæg i kraftværksstørrelse til kombineret anvendelse af bi- obrændsler og fossile brændsler omfatter teknologier, der i dag endnu er på udviklingstrinnet. Der er behov for FoU med henblik på opnåelse af en bedre elvirkningsgrad (højere dampdata) ved kombineret anvendelse af halm (i ristefyret kedel) og kul (ved overhedning). I forbindelse med anvendelse af en cirkulerende fluid-bed (CFB) er der behov for afprøvning i en tredjedel skala (75-100 MWe) samt frembringelse af viden om korrosions- og belægningsforhold og askens anvendelse.

I afsnit 12 behandles anvendelsen af restprodukter fra fyring med biobrændsler. Det konkluderes, at der er et stort behov for FoU inden for dette område - specielt vedrørende blandingsaskens anvendelse samt bioaskens anvendelse til jordbrugsformål.

I afsnit 13 og 14 resumeres kort behovene inden for områderne biogas og flydende biobrændstoffer. Disse områder er kun summarisk behandlet.

I afsnit 15 omtales FoU inden for området maskinudstyr til håndtering af biobrændsler. Det konkluderes, at en udvikling inden for dette område vil kunne medvirke til en reduktion af prisen på biobrændsler. Endvidere påpeges, at en udvikling af teknologi til pelletering af halm vil kunne resultere i nye anvendelsesområder for halmfyring på mindre og mellemstore anlæg.

I afsnit 16 omtales de kilder, der er anvendt i forbindelse med analysen. Herunder er der angivet 48 litteraturhenvisninger samt sammensætningen af projektets referencegruppe.

I afsnit 17 er givet en oversigt over de biobrændselsfyrede kraftvarme- anlæg inden for industri og kraftværksregi, der i dag er i drift, under opførelse og under planlægning.

I afsnit 18 er anført de enkelte FoU-projekter, der har været genstand for analysen. Der er tale om mere end 250 projekter.

Rapporten kan bestilles på