Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+Ieredményekéslehetőségek

Dr.Sinóros-SzabóBotondműszaki- technológiaiigazgatóPower-to-GasHungaryKft.

I.MagyarPower-to-GasKonferenciaMagyarTudományos Akadémia

2019.március28.

2Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

23

41

Tartalom

2

3

4

Prototıpusanalızis

Skálázhatóság

Összegzéséskövetkeztetés

1 Technológiaibevezetés

3Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

Power-to-GasTechnológiamegalapozottságaJogszabalyihatter

2 3 41

EUEnergiastratégia2030

• Üvegházhatásúgáz-kibocsátáscsökkentése40%1990-hezképest

• Megújulórészaránynövelése27%-osrészarányateljesenergiafogyasztáshozképest

• Energiahatékonyság27%-osnovelesazalapszcenariohozkepest

NemzetiEnergiastratégia2030

• Primerenergia-felhasználás23%csökkenésaz„ölbetettkéz”szcenárióhozképest

• Megújulórészaránynövelése7%-rol20%-raateljesenergiafogyasztashozkepest

• Megújulórészaránynövelése– villamose.7%-ról16%-raateljesfogyasztáshozképest

4Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

Power-to-GasTechnológiamegalapozottságaPower-to-Gastechnologiaszerepearegionalisenergiamixben

2 3 41

Azidojarasfuggomegujulo-

energiatermelesselkapcsolatosmegoldandoproblemak

Villa-mos-energia

-hálózat

PowertoGas Földgáz-

hálózatés

tárolók

Erőművek Fűtés

5Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

PrototípusfelépítéseHelyszínkiválasztáséstechnológiailaborkialakításaaVértesiErőműZrt.helyszínén

2 3 41

Laborhelyiségkockázatelemzésnekmegfelelő(HAZOP)kialakítása

6Dr.Sinoros-SzaboBotond:Egypower-to-gasprototıpusuzemeltetesitapasztalatai:K+F+IeredmenyekeslehetosegekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.marcius28.

PrototípusfelépítéseAprototípusáltalmegvalósítottkémiaireakciók

2 3 41

Hulladékhő -

hasznosítóGÁZPIAC

Oxigén

hasznosító

Megújuló/kiegyenlítő/

energia

Szén-dioxid-forrás

(biogáz, szennyvízgáz,,

depóniagéz, füstgáz)

Szén-dioxid-forrás

(biogáz, szennyvízgáz,

depóniagáz, füstgáz, stb.)

1. ábra.: Power-to-Gas eljárás során megvalósuló kémiai reakciók – 1 mól szén-dioxidhoz 4 mól hidrogén

bejuttatása szükséges

7Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

PrototípusfelépítéseAprototípusfelépítése

2 3 41

2018.aprilis 12otauzemel• AW tlagosan 60%-os

metan-tartalomelerese

• Tobbszazezerkıserletiesuzemeltetesi adatelemzese

Adattá-roló PC

Tesztasztal Gázana-lizátor

Áramlás szabályozók

Gáz zsák

Elszívó vezeték

CO2tartály

Elektrolizáló

Vezérlő egység

Bioreaktor

Tápanyag tartályok

Magas konverziós(CV)és VVD.értékek.(nyomás,terhelés),másrészt pedig areaktor kialakítás(magasság,keverőfelépítése)által.

8Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

PrototípusanalízisEgyébprototípusok

2 3 41

PrototípusfejlesztésjellemzőenNémetországbanJavarészttermokatalitikustechnológiátalkalmaznak

AViessmann ésazElectrocheabiometanizációsprototípusokinformációielérhetőek

Projekt neve Szén-dioxid forrás

Beépített elektrolizátor

kapacitás [kWe]Helyszín Főbb jellemzők

P2G-BioCat Szennyvíziszap 1000Avedore (Dánia)

Legnagyobb biometanizációs projekt, korábbi CHP egységeket a P2G üzem teljesen kiváltja

MicrobEnergy – BioPower2Gas

Biogáz 300Allendorf

(Németország)

Első kereskedelmi léptékű biometanizációs üzem, amely földgázhálózatra csatlakozik.Indítás: 2013.

P2G Solar Energy Storage

n.a. 150Irvine

(Egyesült Államok)

Hidrogén (P2H) és metán (P2M) hálózatba történő betáplálása, az első P2G üzem az Egyesült Államokban a University of California területén

P2G im Eucolino Biogáz 108Schwandorf

(Németország)

Konténerbe épített egység, helyi hőhasznosítással. Szén-dioxid térfogatáram: 5m3/h

RAG - Underground Sun Storage

n.a. 500Pilsback

(Ausztria)

A projekt power-to-hydrogen technológia alkalmazására fókuszál első sorban, de gáztározókban való biometanizáció is kutatási terület

Biogáz/bioetanol 1000Falkenhagen

(Németország)

Strukturált falú, katalitikus méhsejt reaktor alkalmazása, hőhasznosítás a helyi furnérmalomban

Szennyvíziszap 700Solothurn

(Svájc)Biometanizációs eljárás, hőhasznosítás módja: távfűtés

Légköri szén-dioxid

200Troia

(Olaszország

Moduláris milli-strukturált katalitikus metanizációs reaktorok alkalmazása. Az INGRID projekt elektrolizátorainak "megöröklése"

STORE&GO

9Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

SkálázhatóságÜzemeltetés

2 3 41

Skalazas=kereskedelmileptekuuzemeknelaprototıpuseredmenyeiadaptalhatok

Skálázásszempontjábólkétcsoport:• Üzemeltetéshezköthetőtevékenységek

• K+F+Itevékenységek

Hidegkeszenlet

Melegkészenlét

Nevlegesuzem Helyreállítás

10Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

SkálázhatóságAPrototípusfunkciói

2 3 41

P2GHUNGARYPROTOTÍPUS

DEMONSTRÁCIÓ

OKTATÁS

ALAPANYAGVALIDÁCIÓ

K+F+I

SZAKMAI BEMUTATÓKTARTÁSA,TECHNOLÓGIANÉPSZERŰSÍTÉSE

TÁPANYAGOKADAGOLÁSA,ÜZEMELTETÉSIPROTOKOLOK,SZABÁLYOZÁSTECHNIKA

SPECIÁLIS ÖSSZETÉTELŰ SZÉN-DIOXIDFORRÁSOK, SZUBSZTRÁTUM KEZELÉS

BIOKATALIZÁTOR, REAKTOR-TECHNIKA,TÁPANYAGÖSSZETÉTEL

TECHNOLÓGIAISKÁLÁZHATÓSÁG

Afőfunkciók– oktatás,demonstráció,alapanyagvalidáció K+F+I– egymássalszinergikus kapcsolatbanállnak

11Dr.Sinoros-SzaboBotond:Egypower-to-gasprototıpusuzemeltetesitapasztalatai:K+F+IeredmenyekeslehetosegekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.marcius28.

SkálázhatóságFunkcionalitasboladodohasonlosag

2 3 41

Szennyvíziszap rothasztók

Bioreaktor(biokatalizátor)

Elektrolizálóegység

Metanizációsegység Gázfáklya

Vezérlők

Adattá-roló PC

Tesztasztal Gázana-lizátor

Áramlás szabályozók

Gáz zsák

Elszívó vezeték

CO2tartály

Elektrolizáló

Vezérlő egység

Bioreaktor

Tápanyag tartályok

12Dr.Sinóros-SzabóBotond:Egypower-to-gasprototípusüzemeltetésitapasztalatai:K+F+IeredményekéslehetőségekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.március28.

SkálázhatóságK+F+Itevekenysegek

2 3 41

K+F+Itevékenységek– tobbtudomanyoskozlemenyisalatamasztja- Ezeket5pontbacsoportosıtottuk:

1. Törekvés piacképes, üzletileg hasznosítható eredmények eléréséreTartalmazza azokat a K+F+I fejlesztési elemeket, amelyek hozzájárulhatnak a kereskedelmiméretű üzem innovatív kialakításához, az üzembiztonság és -gazdaságosság növeléséhez.

2. Törekvés az újszerű technológiák és szolgáltatások bevezetésére - adaptív innovációAz új technológiák adaptációjának folyamatmenedzsmentjét öt pontban mutatjuk be (feltárás,értékelés, elemzés, tervezés, megvalósítás).

3. Kutatás-fejlesztési, termelési és szolgáltatási kapacitás bővítéseAz előző pontokban bemutatott eredmények beépülése esetén a 2,5 MWel kapacitásúkereskedelmi méretű egységekmegvalósítása alapozza meg a kapacitásbővítést.

4. Innovációs tanácsadás és az innovációt támogató szolgáltatások integrálásaCél egy innovációs tanácsadási rendszer és demonstrációs központ kiépítése a szinergikuslehetőségek figyelembe vétele mellett.

5. Technológiai és üzleti modell innovációja révén elért új termékek szolgáltatásokInnovatív technológiai, ICT fejlesztésekre alapozott, termékekben megjelenő új ismeretekmegszerzése.

13Dr.Sinoros-SzaboBotond:Egypower-to-gasprototıpusuzemeltetesitapasztalatai:K+F+IeredmenyekeslehetosegekI.MagyarPower-to-GasKonferencia- 2019.marcius28.

Összegzés

2 3 41

A 2018. áprilisa óta üzemelő prototípus egyedülálló, mivel olyan komplexfunkciókat lát el, amelyet a versenytársak hasonló prototípusai nem, vagy nemegyidejűleg tudnak biztosítani. Ezek:• demonstráció,• oktatás,• alapanyag validáció és• K+F+I.

A prototípus által megvalósítható technológia skálázható – szerkezeti elemeit ésfolyamatszabályozását tekintve megegyezik a Dániában található 1 MWelkapacitású projekttel. Az egyes alkalmazott üzemmódok folyamatvezérlésemegegyezik mindkét berendezés irányításakor meghatározóak.

Köszönöma)igyelmet!

KöszönetnyilvánításAszerzőezútonmondköszönetetaPower-to-Gas HungaryKft.befektetőinek,aSmart Future Lab Zrt./MVMCsoport,illetveaHiventures Zrt./MFBCsoportképviselőinek,valamintaVértesiErőműZrt.-nek aK+F+Itevékenységekmegvalósításánaktámogatásáért.