Milena

  • looptijd: 2013 - 2016
  • locatie: Alkmaar, Noord-Holland
  • functie: Waterstof

Milena-Olga technologie als basis voor de productie van groen gas.

Vergistingsinstallatie in Alkmaar.

Doelen

Het ontwikkelen en demonstreren van de technologie om grootschalig Synthetic Natural Gas te produceren uit biomassa. Synthetic Natural Gas, ook wel kortweg Syngas of SNG genoemd, is van hoogwaardige kwaliteit. De producent kan het leveren aan het aardgasnet waardoor de toepassingsmogelijkheden onbeperkt zijn.

 

Technologie

Vergassen is een proces dat biomassa bij hoge temperaturen omzet in waterstof, koolmonoxide en koolwaterstoffen. Het proces bestaat uit drie hoofddelen.

  1. In het eerste deel wordt biomassa, bijvoorbeeld hout, omgezet in productgas. De technologie voor deze processtap, MILENA genaamd, ontwikkelde ECN het afgelopen decennium.
    Het gas geproduceerd met de MILENA-technologie bevat echter nog allerlei verontreinigingen: teer, zwavel, stof. Hierdoor is de toepassing beperkt.
  2. De nieuwe teerverwijderingstechnologie OLGA maakt het mogelijk de verontreinigingen vervolgens uit het gas te halen en zodoende schoon gas te produceren.
  3. In het derde deel van het proces wordt het gas opgewerkt tot methaan. De pyrolyse, oxidatie en reductiezone zijn in de MILENA vergasser fysiek van elkaar gescheiden. Op deze manier kan elk proces individueel geoptimaliseerd worden met als resultaat gas met een hoge verbrandingswaarde en een hoog rendement

Geen externe energie nodig

Bijzonder van de technologie is ook dat het proces geen externe energie nodig heeft om de biomassa te vergassen: de benodigde warmte ontstaat door ‘char’ te verbranden.

Char is het restproduct na vergassing van biomassa.

Toegevoegde waarde

De doelstelling van de overheid is om de huidige jaarlijkse levering van dertig miljoen kubieke meter groen gas naar driehonderd miljoen kubieke meter in 2014 te laten groeien. In 2030 zou de productie van groengas drie miljard kubieke moeten bedragen en in 2050 dertig miljard kubieke meter. Groen gas kan een substantiële bijdrage leveren om in 2020 veertien procent van de energiebehoefte duurzaam op te wekken.

Om deze doelstellingen te realiseren is vergassingstechnologie cruciaal.

Belangrijke meerwaarde in vergelijking met vergistingstechnologie is dat ook brandstoffen die niet geschikt zijn voor vergisting omgezet kunnen worden (b.v. afvalhout) in Groen Gas.

Het geproduceerde Synthetic Natural Gas in het aardgasnet kan worden geïnjecteerd. Daardoor ben je niet meer aan lokale condities gebonden. Er is wereldwijd maar één andere technologie (de FICFB technologie uit Oostenrijk) die er ook in slaagt Groen Gas te produceren uit houtachtige biomassa. Op basis van deze technologie is een rendement van circa vijfenzestig procent haalbaar terwijl met de MILENA-OLGA technologie een rendement van zeventig procent haalbaar is. Daarmee opent deze technologie de deuren naar grootschalige wereldwijde toepassing van vernieuwbare brandstoffen in de huidige infrastructuur.

Samenwerkende partners in dit project zijn: ECN,  GasUnie, Royal Dahlman, Participatiefonds Duurzame Economie Noord-Holland

 

Contactpersoon: Rob de Vries
E: R.M.de.Vries@Gasunie.nl

Partners: 

Uit de labschaal testen bleek dat niet alle brandstoffen geschikt zijn om omgezet te worden in de MILENA.

  • Zo leidde het gebruik van varkensmestdigestaat tot agglomeratieproblemen.
  • De as van rioolslib leidde tot problemen in de circulatie van bedmateriaal.
  • RDF is mogelijk een interessante brandstof, maar kan door het hoge chloor- en zwavelgehalte tot corrosie in de MILENA leiden.
  • Sloophout bleek wel een geschikte brandstof indien bij de as afvoer rekening wordt gehouden met de verontreinigingen in de brandstof.

Duurtesten

De onderzoekers losten mechanische problemen met de reactor op voor de start van de duurtesten. Deze testen toonden aan dat het leidingwerk tussen de vergasser en de gasreiniging gevoelig is voor vervuiling door teer.

  • Een te lage temperatuur leidt tot verstopping.
  • Doordat de vergasser en de gasreiniging relatief ver uit elkaar stonden, bleek het lastig om ‘cold spots’ te voorkomen.
  • De demo-installatie kan dit voorkomen door de wandtemperatuur in de stookgaskoeler en het leidingwerk hoog te houden en door de vergasser en gasreiniging naast elkaar te plaatsen.
  • De teerreductie bij gebruik van Noors olivijn als bedmateriaal viel tegen.
  • De testen met toeslagstoffen op labschaal lieten al een significante verbetering zien.
  • De testresultaten bevestigen dat een overall rendement van zeventig procent mogelijk is van hout naar biogas van aardgaskwaliteit.
  • De testresultaten zijn gebruikt voor het ontwerpen van de MILENA-vergasser in combinatie met OLGA gasreiniging op demoschaal.
  • De as-afvoer is aangepast, zodat glas en steentjes niet ophopen in de reactor.

 

De doelstelling om de pilotinstallatie duizend uur te laten draaien hebben we niet gehaald omdat we tussentijds problemen moesten oplossen.

  • We hadden veel gelazer met de toevoer, die liep vast.
  • Opschaling met een grotere schroef loste dit op.
  • Pas in de praktijk kom je dit soort zaken tegen; in het lab is alles klein gedimensioneerd en werkt het anders.
  • Uiteindelijk heeft de installatie ongeveer tweehonderddertig uur gedraaid.
  • De resultaten vormen een voldoende sterk fundament voor de basic engineering van een grotere installatie. Je wilt zoveel mogelijk problemen er uit halen voor je gaat opschalen.’

Omdat het aantal testuren beperkt bleef, voerden HVC en ECN nog een vervolgtest uit van vijfhonderd uur.

Ook bij deze test losten zij weer knelpunten op.

De betrokkenen hebben nu voldoende munitie voor vervolgstappen.

HVC en ECN willen uiteindelijk de technologie demonstreren op een schaal van 50 MWth, de minimale schaal voor een economisch rendabel proces.

In het project is het doel om engineeringdata en vertrouwen te werven voor de bouw van een 12 MWth demonstratiesysteem met beheersbare financiële risico’s.

De resultaten moeten potentiële afnemers voldoende vertrouwen geven.

  • Verschillende projecten voor de productie van 2-4 MWth zijn in voorbereiding, de economische haalbaarheid is onderzocht.
  • HVC heeft partijen in een consortium bereid gevonden om een volgende demonstratie te financieren.
  • Het consortium heeft een aanvraag ingediend in het kader van het innovatiecontract Groen gas. In 2013 is de bouw gestart van een 12 MWth demo van de Milena-Olga technologie.
  • Eenmaal in bedrijf zal de installatie 3 jaar draaien. In het laatste draaiuur zal er ook een pilot van een SNG-unit (minimaal 1 MWth) achter gedemonstreerd worden.

GasUnie

  Marijke Kellner van Tjonger   http://www.gasunie.nl/    m.kellner.van.tjonger@gastransport.nl    06 11005578