Overordnede kursusmål
At gøre det muligt for de studerende at evaluere grønne
brændstoffer og power-to-x, og hvilken rolle det kan få i et
fremtidigt grønt energisystem samt fordele og ulemper ved de
forskellige brændstoffer. Et hovedformål er at lære hvordan man
designer, modellerer og analyserer brændstofproduktionsanlæg når
der tages højde for emissioner, økonomi og termodynamisk
performance. Bemærk, at power-to-X dækker produktion af mange
forskellige produkter, der kan produceres ud fra elektricitet.
Dette kursus vil fokusere på produktion af brændstoffer, men også
på produktion af kemikalier som metanol og ammoniak.
Elektricitet-til-varme ved hjælp af en varmepumpe er ikke en del af
kurset.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Redegøre for hvilken rolle grønne brændstoffer og power-to-x
kan have i et fremtidigt grønt energisystem
- Redegøre for de vigtigste grønne brændstoffer – inklusiv
fordele og ulemper
- Redegøre for hvordan disse brændstoffer kan blive produceret ud
fra råmaterialer såsom biomasse, CO2 og grøn elektricitet
- Redegøre for begrebet polygeneration (brændstof, elektricitet,
varme, biochar, gødning, etc.) og de mulige fordele ved høj
anlægsfleksibilitet
- Diskutere relevante slutanvendelser for hvert brændstof
(forbrændingsmotor, gasturbine, brændselscelle eller kemisk
råmateriale)
- Beregne den samlede CO2-emission for de forskellige
brændstoffer inklusiv effekten af produktionsmetode og
råmateriale
- Beregne energieffektiviteten af de forskellige
produktionsmetoder og den samlede energieffektivitet når
slutanvendelsen medtages.
- Evaluere den økonomiske performance for forskellige
brændstoffer, inklusiv valg af produktionsmetode
- Designe og modellere et forsimplet produktionsanlæg ved brug af
komponentbaserede termodynamiske programmer såsom Dynamic Network
Analysis (DNA) eller Aspen Plus
Kursusindhold
Kurset omhandler brændstoffer (og kemikalier) såsom metanol,
dimethyl ether (DME), metan, ammoniak og jet brændstof, og besvarer
spørgsmål såsom: Hvad er fordelene og ulemperne ved hvert
brændstof? Hvordan kan disse brændstoffer blive produceret? Hvilken
slutanvendelse passer til et givent brændstof? Hvad er
klimapåvirkningen, den økonomiske performance og samlede
energieffektivitet ved et givent brændstof?
De primære teknologier som indgår i kurset er: termisk forgasning
og pyrolyse af biomasse, elektrolyse, katalytisk syntese af
brændstoffer og kemikalier, men også carbon capture and storage
(CCS) til produktion af brint ud fra naturgas samt carbon capture
and use (CCU).
I løbet af kurset vil du udføre et designprojekt i en gruppe om
grønne brændstoffer eller power-to-x. Projektet kan fokusere på et
specifikt brændstof og kan fx indeholde følgende dele: 1) en
beskrivelse af brændstoffet og fordele og ulemper sammenlignet med
alternative brændstoffer, 2) den potentielle rolle i et grønt
energisystem, 3) mulige produktionsveje og indikativ økonomi af
udvalgte produktionsveje, 4) en termodynamisk simulering af et
forenklet produktionssystem eller en mere detaljeret simulering af
nøgledele af et produktionssystem. Denne simulering udføres ved
hjælp af et komponentbaseret termodynamisk software såsom DNA
(udviklet på DTU Mekanik), eller det kommercielle software Aspen
Plus.
Sidst opdateret
02. maj, 2024