ECN publicatie: facebook
Titel:
CO-produktie van methanol en elektriciteit op basis van kolenvergassing.
 
Auteur(s):
 
Gepubliceerd door: Publicatie datum:
ECN Beleidsstudies 1990
 
ECN publicatienummer: Publicatie type:
ECN-C--90-031 ECN rapport
 
Aantal pagina's: Volledige tekst:
24 Download PDF  (913kB)

Samenvatting:
Bij poederkoolcentrales is het rendement beperkt tot ca. 42%. Kolenvergassing, geïntegreerd met een STEG-eenheid (KV-STEG), biedt perspectief op een hoger rendement door toepassing van de nieuwste generatie gasturbines. Ook zijn de emissies van zwaveldioxyde en stikstofoxiden bij KV-STEG lager dan bij poederkoolcentrales. Een variant op deze vorm van elektriciteitsopwekking is de gecombineerde produktie van methanol en elektriciteit op basis van kolenvergassing. Deze coproduktie biedt economische voordelen ten opzichte van gescheiden produktie. In dit rapport staat centraal de coproduktie van methanol en elektriciteit met een zogenaamd Once Through Methanol proces (KV-STEG/OTM). Het proces kent een relatief hoge omzettingsgraad van synthesegas in methanol. Het resterende gas wordt aan de gasturbines van de STEG geleverd. Het OTM-proces bevindt zich nog in het ontwikkelingsstadium. In dit rapport is verondersteld dat de synthesereactoren een zodanige capaciteit hebben dat 50% van het synthesegas van de vergassers kan worden benut. Bij deellast wordt zo methanol en elektriciteit geproduceerd. Wanneer de elektriciteitsvraag toeneemt, wordt de methanolsynthese-unit afgeschakeld en gaat de totale gashoeveelheid rechtstreeks naar de gasturbines van de STEG. Berekeningen wijzen uit dat het rendement van een grote KV-STEG installatie met de nieuwste generatie gasturbines 44-45% bedraagt, uitgaande van kolenvergassingsprocessen van British Gas/Lurgi en Shell. Bij coproduktie van methanol en elektriciteit in een KV-STEG/OTM installatie bedraagt het rendement van elektriciteitsopwekking 30-31%, het rendement van methanolproduktie 17-16% en het overall rendement circa 47%. Aangenomen is dat de installatie 5000 uur/jaar 30% van de maximale elektriciteitsproduktie levert (dit correspondeert met 42-45% belasting van de vergassers) en 3000 uur/jaar op vollast draait. Bij een KV-STEG/OTM installatie op basis van het Shell-kolenvergassingsproces kan zo maximaal 980 MWe worden geleverd en op jaarbasis circa 155.000 ton ’fuel grade’ methanol. Het rendement van de methanolproduktie bedraagt 69-70%, aangenomen dat het additionele kolengebruik ten opzichte van een KV-STEG aan de methanolproduktie wordt toegerekend. Het rendement van een kolenvergassingsinstallatie met een conventioneel methanolsyntheseproces bedraagt circa 53%. De variatie in de gassamenstelling heeft weinig invloed op het rendement en de emissies van de gasturbines. Voor methanolsynthese is een zeer laag zwavelgehalte vereist. Aan deze eis kan worden voldaan met bestaande ontzwavelingsprocessen, zoals Rectisol. De regelbaarheid van een KV-STEG/OTM installatie kan in beginsel gelijk zijn aan die van een KV/STEG. Voordat van commerciële toepassing sprake is, zal het OTM-proces op voldoende grote schaal moeten zijn gedemonstreerd en ook de coproduktie van methanol en elektriciteit in een KV-STEG/OTM installatie. De additionele investeringen van een KV-STEG/OTM installatie worden geschat op 5% van de investeringskosten van een KV-STEG (2495 fl/kWe respectievelijk 2375 fl/kWe). Deze additionele investeringen hebben betrekking op de methanolsynthese, gascompressor, expansieturbine, extra ontzwavelingscapaciteit, aanpassingen aan de STEG etc. De kosten van onderhoud en bediening worden geschat op 97 fl/kWe/jaar voor KV-STEG/OTM en 87 fl/kWe/jaar voor KV-STEG. Bij een afsehrijvingstermijn van 25 jaar en een reële rentevoet van 5% bedragen de methanolproduktiekosten 250 fl/ton. Bij afschrijving van de additionele investeringen in 15 jaar en tegen een marktrente van 10% bedragen de produktiekosten 295 fl/ton; dit is circa 20% beneden de wereldmarktprijs voor methanol. Overigens kan ook het rendement van methanolproduktie op basis van aardgas of kolen toenemen door de toepassing van geavanceerde syntheseprocessen. Methanolproduktie behoort voor elektriciteitsbedrijven niet tot hun ’core business’. Bij economische levensvatbaarheid van het KV-STEG/OTM concept zal men moeten bezien hoe de economische eigendom kan worden geregeld.


Terug naar overzicht.