NY PLATTFORM OPTIMERAR DEN UTJÄMNADE KOSTNADEN FÖR E-VÄTE OCH E-BRÄNSLEN

2023.05.04

I dag behöver fler anläggningar för e-bränsleproduktion byggas om vi ska klara att avkarbonisera sektorer där det är svårt att minska utsläppen och hinna göra den gröna omställningen i tid. Problemet är ofta att det är svårt att besluta om projekt i gigaskala på grund av de många teknisk-kemiska parametrarna. En ny modell som minimerar den utjämnade kostnaden för e-bränslen och den finansiella risken genom teknoekonomiska bedömningar i ett tidigt skede vinner nu insteg på marknaden.

BESLUTSFATTANDETS HÖGA RISK FÖRDRÖJER PROJEKT I GIGASKALA

Den globala marknaden för hållbara energilösningar ökar snabbt. En följd av det är att efterfrågan på väte (H2) förväntas öka till 180 megaton per år fram till 2030. Om vi antar att en fjärdedel av detta väte kommer från elektrolys av vatten och att de flesta projekt inom den nära framtiden bara är i storleksordningen några hundra megawatt och sällan når upp i gigawattskala, behöver uppskattningsvis mellan 300 och 500 projekt för produktion av grön vätgas genomföras globalt.

I dag finns det planer på över 500 projekt runt om i världen, men med den aktuella andelen godkända slutliga investeringsbeslut (FID) på ungefär fem procent kommer sannolikt bara ett fåtal av dessa projekt att förverkligas. Det finns alltför många teknoekonomiska parametrar som gör de slutliga investeringsbesluten riskabla. Bland annat gäller det att hitta rätt balans mellan installerad batterikapacitet för vind- och solel, elektrolyskapacitet och produktlagring. Utmaningen blir ännu mer komplex genom att man måste ta höjd för tillgången till nät för förnybar el, med varierande inköpspriser och avkortning. Till det kommer scenarier med grön metanol eller hållbart flygbränsle, där biogen koldioxid behöver importeras eller infångas, eller med biomassa som ska användas för kraftgenerering eller förgasning. 

Problemet består av en uppsättning multivariata ekvationer med fler okända än antal ekvationer. Det handlar om ett optimeringsproblem med en uppsättning begränsningar och en objektiv funktion som behöver minimeras för att uppnå en utjämnad kostnad för väte eller grönt bränsle. 

Därför är en teknoekonomisk bedömning med tillförlitliga modeller en förutsättning om det ska gå att minimera de finansiella riskerna med projekten.

TEKNOEKONOMISK OPTIMERING I TIDIGT SKEDE

Förra året lanserades en plattform för teknoekonomisk modellering på marknaden för att öka andelen projekt som får ett slutgiltigt finansieringsbeslut och sänka utvecklingskostnaden. Plattformen kommer att optimera dimensioneringen av över 20 komponenter i värdekedjan, hela vägen från källor till förnybar energi, över energilagring och fram till slutlig produktsyntes och destillation, för att på så sätt hitta den perfekta systemkonfigurationen för produktion av grönt bränsle till en minimerad utjämnad kostnad. Resultaten gör att beslutsfattare kan minska risken med projektinvesteringar och utveckla de projekt som är mest tekniskt och ekonomiskt livskraftiga.

Indata till modellen är profiler för förnybar energi och koldioxidkällor, antingen från kunden eller baserat på våra uppskattningar.  Den objektiva funktionen eller kostnadsfunktionen är den utjämnade kostnaden för gröna bränslen som metanol, ammoniak, vätgas och hållbart flygbränsle, som behöver minimeras.  Användbara lösningar måste fungera med alla yttre och inre begränsningar för modellen, bland annat tillsynskrav för certifierbara bränslen (yttre) och tekniska driftbegränsningar (inre).

När modellen är optimerad ger den värdefull information om exempelvis variationen i säsongslagring för matning och produkt, i synnerhet koldioxid som matningsmaterial och råmetanol som produkt. Det visar kvantitativt hur lagring av exempelvis koldioxid förändras beroende på variationen i inkommande vind- och solenergi samt koldioxidkälla och innebär att kostnaden för lagringsfaciliteter kan minimeras.

Den optimerade sol- och vindkapaciteten som föreslås för en viss efterfrågad vätgasproduktion bygger på timsvariationen av inkommande sol- och vindenergi. Modellen beräknar dessutom intäkterna från en optimerad avkortningsstrategi.

Den tar även hänsyn till andra begränsningar i samband med anläggningens storlek och anläggningar för förnybara energikällor, till exempel markanvändning, nätanslutning och överföringskostnad. Förnybar vind- och solenergi är markintensiva tekniker, och tillgången på mark kan vara begränsad. Även valet av plats för anläggningen kan ha väsentlig inverkan på överförings- och transportkostnaden.

OPTIMERADE KAPACITETER FÖR HELA VÄRDEKEDJAN

Som utdata från modellen rapporteras förutom den utjämnade kostnaden för grönt bränsle optimerade kapaciteter för hela värdekedjan. För en anläggning för produktion av flera olika gröna bränslen, till exempel metanol och ammoniak, identifierar modellen bland annat kapaciteten för blandad förnybar energi, batterilagring, metanol, ammoniak och anläggningens kapacitet.  

Den visar en analys av den utjämnade kostnaden för grönt bränsle för hela värdekedjan genom att lista bidraget för varje steg, från genereringen av förnybar energi till överföring, elektrolys och lagring, kemisk syntes och transport.

I BRUK SEDAN BÖRJAN AV 2022

Plattformen är ingen vanlig programvara, den är ett verktyg som ger underlag för väl underbyggda beslut om storskaliga projekt för gröna bränslen och kemikalier. Den har redan använts i flera länder, mindre än ett år från lanseringen.  Modellen uppdateras kontinuerligt, och alla nya funktioner genomgår kollegial granskning av utomstående experter innan de tas i bruk.