Muligheten for bruk av termisk energi i batteriproduksjon

Abstract

Oppgaven går ut på å se på muligheten til å drifte en batterifabrikk på energi fra et CHP-anlegg som benytter biomasse som brensel. Det er funnet at for å produsere 5 GWh NMC333 batteri trengs det 73,6 GWh/år med energi, hvorav 55,2 GWh/år er termisk og 18,4 GWh/år er elektrisk. Dette gir et godt utgangspunkt til å kombinere batterifabrikken med et CHP-anlegg. Tørrom og tørking i batteriproduksjonen står for 93 % av det totale energibehovet, men det er noe usikkerhet knyttet til dette grunnet stor variasjon i funn fra ulik litteratur. Energibehovene kan uansett reduseres ved bruk av implementering av varmevekslere og varmepumper. Mengden NMP i anlegget er basert på beregninger gjort av Batpac, som ved en produksjon på 5 GWh vil kreve fordampning av 4,6 millioner kg NMP. Det er denne mengden som er avgjørende faktor for størrelsen på anlegget. CHP-anlegget kan dimesjoneres etter ønsket andel elektrisk og termisk energibehov. Her kan eventuell overskuddstrøm sendes ut på kraftnettet. Tilgangen på GROT i området er stor og kan dekke behovet på 16 000 tonn hvert år. For å få fuktprosenten ned fra 50 % til 15 % kreves det 1,87 GWh/år. Driftingen av dette anlegget er økonomisk bærekraftig i forhold til kraftprisene i dag.

The focus of this thesis is to look at the possibility of running a battery factory on energy from a CHP-plant using GROT (i.e. branches and tree tops which are not taken out during felling). In order to produce 5 GWh of NMC333 battery, 73,6 GWh/year of energy is required. Of which 55,2 GWh/year is thermal and 18,4 GWh/year is electric. The results indicates opportunities for combining a battery factory with a CHP facility. Dry room and drying of the electrodes in the battery production accounts for 93 % of the total energy requirements, but there is some uncertainty associated with this due to variation in literature data. The energy required can be reduced by implementing heat exchangers and heat pumps. The volume of NMP needed in the plant is based on data collected from Batpac. This will require of 4,6 million kg NMP to produce 5 GWh, thus being a deciding factor in the sizing of the plant. The CHP system will be sized according to the desired proportion of electrical and thermal energy. Any surplus electrical power produced can be sent to the power grid. The supply of GROT in the area investigated is large and can cover the need of 16 000 tonnes each year. Reducing the moisture percentage in GROT from 50 to 15 % requires 1,87 GWh/year. The operation of this plant is financially sustainable in relation to todays power prices.