Green methanol
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3081696Utgivelsesdato
2023Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Denne forskinga undersøkte moglegheita for å syntetisere grøn metanol i lys av prognosenesom eit interessant e-drivstoff, ved å kombinere hydrogen og karbondioksid vedhjelp av fornybare energikjelder. Dermed skulle tre nøkkel ytelsesindikatorar vurderast:den justerte energikostnaden (LCOE), kostnaden for hydrogen per kg, og kostnaden formetanol per tonn. Prosjektet sikta mot å optimalisere straumfordeling, med ei lagringsløysingmellom kraftkilden og elektrolysørene. Dette stod i kjernen kvar sistnemnde styrteproduksjonen. Målet var å produsere så mykje - og så stabilt som mogleg. Dette vartoppnådd til ein viss grad ved stegvis sensitivitetsanalyse og metodikk inspirert frå parallellprosesseringi produksjonsindustrien, saman med omsyn til teknologiske og økonomiskeaspekt og prognoser, for dei fastsette kasusstudiene i 2020 og 2030. Funna viste ein generelltrend med auka justert kraftbruk per kg H2, med omsyn til lagret straum, særlegmed høgare vindturbinkapasitet. Dette framheva den kritiske rolla til lagringsteknologii denne prosessen. Studien viste også at høgare rundtur-effektivitet og kostnadseffektivelagringsløysingar forbetra systemytelsen betydeleg. Vidare vart kraftsal implementert for ågjere systemet meir kostnadseffektivt og realistisk. Til slutt var LCOE verdiene i stor gradpå den nedre enden av typiske verdier, delvis på grunn av motverkande inntekter fra årligkraftsalg og frådrag av CO2 skatt, til tross for den enkle økonomiske modelleringa og storeusikkerheiter knytta til storeleiken på systemet. Følgelig påverka dette sjølvkostnadenetil hydrogen og den rå metanolprisen, noko som innebar store marginer til dei nåværandehandelsprisane. Til slutt presenterte denne studien eit lovande potensial for å produseregrøn metanol frå fornybare energikjelder, og identifiserte fleire områder for vidare utvikling,som å forbetre kraftfordelingsmodellen og inkorporere ulike fornybare energikjelder forstabilitet. Forskinga gir både ein kreativ og ein periodisk tilnærming til den tradisjonellesyntesen av metanol. This research investigated the feasibility of synthesizing green methanol in light of itsprojections as an interesting e-fuel, by combining hydrogen and carbon dioxide by means ofrenewable energy sources. Therefore, three key performance indicators were to be assessed:the levelized cost of energy (LCOE), the cost of hydrogen per kg, and the cost of methanolper tonne. The project aimed at optimizing power routing, where an intermittent storagesolution between the power source and the electrolyzers, was at the core of it and controllingthe output. Ultimately, the goal was to produce as much – and as stable as possible. Thiswas achieved to an extent by stage-wise sensitivity analysis with a methodology - inspiredby manufacturing industry technique called parallel processing, alongside considerationsfor technological and economical aspects and projections, for the stipulated case studiesin 2020 and 2030. The findings revealed a general trend of an increased adjusted powerdemand per kg of H2, accounting for power stored, with higher wind turbine capacity.This highlighted the critical role of storage technology in this process. The study alsoindicated that higher round-trip efficiency and cost-effective storage solutions improvedsystem performance considerably. Moreover, power sales were introduced to make thesystem more cost effective and realistic. In the end, LCOE values were at large on thelower end of typical values, partially due to offsetting revenues from annual power salesand the deduction of CO2 taxes, albeit notwithstanding the simple economical modelingand great uncertainties with the large scale of the system. Consequently, impacting thehydrogen self-costs and raw methanol prices, implying great margins to the current tradingprices. In conclusion, this study presented a promising potential to produce green methanolas a renewable energy source, and identified several areas for further development, such asimproving the power routing model and incorporating multiple renewable energy sourcesfor stability. The research provides both a creative and a periodical approach of thetraditionally synthesizing of methanol.