En mångfald av drivmedel för hållbara transporter Miljöanpassade transporter, fordon och drivmedel 

6.2.2 - Bio- och e-OME3-5 - framtidens förnybara Diesel?

Speakers
  • Stefan Heyne, CIT Industriell Energi AB
Authors
  • Stefan Heyne, CIT Industriell Energi AB
  • Pontus Bokinge, CIT Industriell Energi AB
  • Simon Harvey, Chalmers tekniska högskola
Room
SF, St Larssalen (140)
Date
Wed, 08.01.2020
Time
13:15 - 14:45
Presentation Topic
Miljöanpassade transporter, fordon och drivmedel 

Abstract

Bakgrund

Polyoximetylen dimetyletrar (OME3-5) utpekas som lovande drivmedelsalternativ för dieselmotorer. De kan blandas in i hög utsträckning eller användas som rent (bio)drivmedel i befintliga motorer, samt leder till en avsevärd minskning av utsläpp av både kvävedioxid och partiklar. De kan framställas från metanol via olika processvägar. I denna studien jämför vi olika produktionsprocesser för OME3-5 – både från biomassa (bio-OME3-5) och från el (e-OME3-5) via elektrolys – med fokus på energi och växthusgasprestanda (koldioxidekvivalenter). Processintegrationsvinster för en samlokalisering av biomassa resp. el till metanol och metanol till OME3-5 processerna visas upp. Även en hybridprocess där CO2 från den biobaserade processen används som råvara före-OME3-5, i syfte att maximera kolutbyte från biomassa till OME3-5, presenteras och utvärderas.

Metod

Baserat på publicerade data för de olika delstegen i processerna för framställning av OME3-5 har mass- och energibalanser for de olika processvägarna beräknats. Åtgång av elenergi för de olika processkedjorna har också tagits fram och produktion av el via en ångcykel som använder överskottsvärme har tagits hänsyn till. Produktion av OME3-5 sker via metanol och analysen har gjorts för både fristående anläggningar för metanol och OME3-5-framställning samt en integrerad anläggning där hela processen från biomassa respektive el och CO2 till OME3-5 sker. Energieffektiviseringsvinster som erhålls från att integrera de två delprocesserna har utvärderats med hjälp av processintegrationsverktyg. En förenklad analys av växthusgasprestandan för produktion av OME3-5 har gjorts mot bakgrund av olika möjliga framtida energisystem. I analysen värderas CO2 utsläpp från biomassa baserat på en alternativ marginalanvändning av biomassa som t.ex. sameldning i kolkraft. Detta möjliggör en värdering huruvida bio- och e-OME3-5 står sig emot varandra samt emot fossil diesel för olika möjliga framtida bakgrundsenergisystem.

Resultat och slutsats

Bio-OME3-5 uppnår en totalverkningsgrad kring 46% som ökar upp till 52% när man har en integrerad anläggning för OME3-5-produktion från biomassa via metanol. För e-OME3-5 ligger verkningsgraden kring 34.5 % och ökar till 36 % om man integrerar metanolanläggningen med vidareförädling till OME3-5. För hybridprocessen är motsvarande siffror 41.8% respektive 44.1%. Integrationsvinsterna är därmed klart störst för det biobaserade alternativet där betydande överskottsvärme finns från biomassa till metanol processen. Växthusgasprestandan påverkas klart mest av hur man värderar CO2-utsläpp från biomassa för bio-OME3-5 samt vilka utsläpp elproduktionen har för e- OME3-5. För att bio- OME3-5 ska ha lägre koldioxidavtryck än fossil Diesel (88.6 g CO2eq/MJ) krävs att CO2-utsläpp från biomassa värderas lägre än ca 45 g CO2eq/MJ biomassa. För e- OME3-5 krävs mindre än 30 g CO2eq/MJ el för att det är ett bättre alternativ än fossil diesel ur klimatperspektiv.

Collapse