Implementering av askfilter för uppgradering av biogas

• Main Author: Dan, Edlund
• Format: Others
• Language: Swedish
• Published: Umeå universitet, Institutionen för tillämpad fysik och elektronik 2016
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:umu:diva-124401

En ny teknik för uppgradering av biogas till fordonsgas utvecklas hos JTI – Institutet för jordbruks- och miljöteknik samt SLU – Sveriges lantbruksuniversitet. Tekniken går ut på att använda aska som ett filter för att filtrera biogas. Filtrets viktigaste funktion är att absorbera koldioxid och svavelväte från den filtrerande gasen. Askan karbonatiseras i denna process vilket är ett steg i askans behandling inför askåterföring till skog. Tekniken med askfilter har enligt tidigare studier ansetts vara särskilt lämplig i liten skala.  Dessutom kan kostnaden för att uppgradera biogas i liten skala halveras enligt preliminära beräkningar. Detta kan möjliggöra utvinning av fordonsgas hos aktörer som annars inte funnit lönsamhet i det. Den nationella utvecklingen tyder även på att fler mindre biogasproducenter kommer att etablera sig. När denna rapport skrivs finns det en gårdsanläggning som används som pilotanläggning. Målet med denna rapport är att skapa en bild över hur tekniken senare ska kunna implementeras. Det kommer att behövas ett antal aktörer för detta och strukturen på dessa samarbeten kan variera. Faktorer som avstånd, volymer på flöden, kvalitéer på flöden och företagens inställning och möjlighet har stor påverkan. Producenter av aska och gas från mellersta norrlandskusten har undersökts för denna studie. Fyra stycken askproducenter har undersökts som var och en har en årlig askproduktion på mellan 2500 och 9000 ton. Generellt behövs det cirka 600-1000 ton aska för varje GWh uppgraderad fordonsgas. Inom det geografiska avgränsningsområdet finns ett flertal mycket stora biogasproducenter. Exempelvis producerar Domsjö Fabriker 25 GWh gas som kan vara tillgänglig för uppgradering vilket kräver uppemot 25 000 ton aska. Askan inom regionen kommer inte räcka till att uppgradera all biogas, dock tillräckligt för att täcka orters lokala behov av fordonsgas. Lokala förutsättningar kan utgöra en begränsning men potentialen med askfilter anses vara mycket stor. Därför har tre koncept utvecklats för att ge läsaren en förståelse för hur tekniken kan komma att tillämpas. I det första konceptet föreslås en extern entreprenör som länkar ihop flera olika mindre aktörer. Det externa företaget koordinerar de olika stegen och ansvarar för att till exempel alla askflöden och biogasflöden fungerar. De enskilda aktörerna svarar till det externa företaget. Hur stor roll det externa företaget har i själva uppgraderingen varierar med hur aktiva och villiga de olika aktörerna är, men huvudansvaret att hålla alla resurs- och produktionsflöden öppna består. Detta koncept lämpar sig särskilt bra där det är många mindre aktörer så som lantbrukare och reningsverk etcetera. Det andra koncept innefattar Övik Energi och Domsjö Fabriker, två av Örnsköldsviks större företag som redan idag har ett omfattande samarbete. Infrastrukturen för att implementera tekniken är i stora delar redan på plats och avstånden är mycket korta för hela kedjan från skog till tankställe. Infrastrukturen kan tillåta ett anpassat produktionsflöde vilket kan vara enviktig faktor för uppstart av fordonsgaskonsumtion på orten. Det tredje konceptet är byggt runt Sveaskog som redan idag är väldigt stora inom askgödsling. Företaget finns över hela landet och kan börja implementeringen där förutsättningarna är som gynnsammast. En samarbetspartner behövs för hanteringen av gasen. Denna partner har liknande uppgifter som det externa företaget i det första konceptet men har inte samma roll inom askhanteringen då den kedjan redan är uppbyggd === A new technology for upgrading biogas to vehicle gas is being developed at JTI - Institute of Agricultural Engineering and SLU – Swedish University of Agricultural Sciences. This new technology uses ashes as a filter to refine bio-gas. The filter's main function is to absorb carbon dioxide and hydrogen sulphide from the gas. As a result the ashes are carbonated, which is an essential treatment before the ashes can be returned to the forest. The ash filter technique has according to previous studies been considered especially suitable for small scale operations. In addition, the cost of upgrading biogas can be reduced by up to 50 % according to preliminary calculations. The decreased cost can allow production of vehicle gas for parties who previously saw no profitability. The development in Sweden also indicates that the number of small biogas producers will increase. It will require a number of parties for the technology to be implemented and the structure of partnerships will vary. Factors such as distance, volume flow rates, the qualities of the flows, corporate attitude and financial abilities have great influence. Producers of ashes and gas from central coast Norrland (Sweden) has been examined in this study. Four ash producers have been examined. Each of them has a yearly ash production of 2500-9000 tonnes. Generally every GWh of biogas requires 600-1000 tonnes of ashes. Since there are several large biogas producers in the area, the ashes produced within the region will not be enough to fully supply all the gas producers’ requirements. However, there should be enough ashes to cover local biogas requirements. Local conditions could be restricting however the ash filter technology is considered to have great potential. Three concepts have been developed to provide the reader with an understanding of how the technology could be implemented. The first concept of this report uses several different parties and an external company to link them together. The external company coordinates and makes sure the flows are continued. How extensive the role of the external company will be in the upgrade process may vary, but the key responsibility is to keep all resource and production flows open. This concept is especially suitable where there are many smaller parties such as farmers or sewage treatment plants. A second concept includes Övik Energy and Domsjö Fabriker, two of Örnsköldsvik’s larger companies that already have an extensive cooperation. The infrastructure for implementing the technology is already largely in place and the distances are very short for the entire chain from the forest to the filling station. The existing infrastructure can allow a customized production flow, an important factor for upstart of vehicle gas consumption in the area. The third concept is built around Sveaskog, a well established company in large scale ash fertilization. The company has several sites across the country and implementation of the new technology could start wherever the conditions are most favourable.  Another partner is required for handling of the gas. This partner would have similar responsibilities as the external company in the first concept, but do not have the same role in the ash handling where the chain is already in action.