Verdens første gasturbine på ren brint står i Norge

Fra venstre til højre. Professor Mohsen Assadi, ingeniør Bjarte Hetlelid og doktorgradsstipendiat Reyhaneh Banihabib. Illustration: Stavanger Universitet

Forskere ved Stavanger Universitet har siden midten af maj haft en gasturbine kørende på 100 pct. brint i det, de kalder verdens første af sin slags.

Det skriver universitetet i en pressemeddelelse.

Gasturbinen er en del af et lille kraftværk, der producerer både varme og elektricitet, mens det også leverer varmt vand til opvarmning af laboratorie bygningerne i nærheden. Overskydende energi leveres til energileverandøren Lyses varme- og elnet for på den måde at bruge al energi effektivt.

»Vi har sat en verdensrekord i brintforbrænding i mikrogasturbiner, som ingen andre har været i stand til at producere på det niveau,« udtaler professor Mohsen Assadi, som har stået i spidsen for forskningsprojektet, i pressemeddelelsen.

Forskerne har bevist, at det er muligt at bruge brintinfrastruktur beregnet til naturgas.

»Effektiviteten ved at have en gasturbine kørende med brint er lidt mindre, men den store gevinst er, at man kan bruge infrastruktur, der allerede eksisterer. Udover det er der ingen CO2-emissioner forbundet med energiproduktionen,« siger Mohsen Assadi. Han lægger vægt på, at forskningen handler om lagring såvel som distribution af gasbrændstof.

»Det kræver en væsentlig indsats for at sikre, at eksisterende gasinfrastruktur kan håndtere brint i stedet for naturgas. Samtidig er denne forskning fokuseret omkring teknologien til energikonversion - det vil sige turbineteknologien i sig selv. Vi har bidraget til den teknologiske adaptering af brændselssystemet og forbrændingskammerteknologien,« siger Mohsen Assadi.

Nu vil de norske forskere undersøge begrænsningerne ved kraftværket og finde ud, hvordan de kan forøge kapaciteten, så de kan producere så meget ren energi som muligt.

Danskledet konsortium skal vurdere mulighed for omstilling fra naturgas til brint

Europa prøver at gøre sig fri af russisk naturgas, efter Putin indledte krigen i Ukraine d. 24. februar. I april offentliggjorde den danske regering et udspil, der blandt andet kortlagde, hvordan Danmark skulle gøre netop det.

For nylig blev et europæisk konsortium så etableret, som får til at opgave at undersøge, hvorvidt det er muligt at omstille det eksisterende gasnet til et brintnet - et initiativ, det danske firma FORCE Technology står bag.

Indtil videre består det ikke af andet end en projektidé og en ansøgning, men FORCE har fået besyv om deltagelse fra et fransk samt et østeuropæisk gasselskab, mens også det danske rådgivningsfirma Dansk Gasteknisk Center har sagt ja til at være med.

Konsortiet skal imødekomme, at mange gasdistributions- og gastransmissionsselskaber funderer over, om de kan omstille deres rør og og installationer til brint, da det stiller helt nye krav til deres eksisterende udstyr, materialer og rør. Det fortæller Trine Nybo Lomholt, der er programleder i materialer og produktafprøvning ved FORCE Technology, til Ingeniørens søstermedie Gridtech.

»Vi håber at kunne beskrive forskellige metoder til at vurdere, om de eksisterende rør til naturgas og biogas også kan bruges til at transportere brint. Derudover vil vi undersøge, om vi kan udvikle en anden form for systematik til nemmere at godkende gammelt udstyr til nyt brug - det kan også være til at afdække, om man bør bruge andre, mere holdbare materialer til at dække overfladerne i nye rør, end hvad man hidtil har gjort,« siger hun til nichemediet.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Hjælp mig med forstå det her korrekt:

Vi vil gerne lave grøn brint af grøn strøm for eksempel fra vindmøller. Så vi bygger elektrolyse anlæg til at lave brint. Brinten skal så transporteres i en rørledning fra A til B, hvor der opstilles en gasturbine, som kan bruges til at fremstille strøm.

Så vi vil gerne gøre klar til at indholdet i gasnettet skiftes fra methan til hydrogen. Dvs hele nettet skiftes på næsten en gang fra methan til hydrogen, hvorefter alle biogas anlæg, samt methanforbrugsenheder dagen efter bliver ubrugelige, og det store antal gasgeneratorer og elektrolyseanlæg vi har gjort klar i forvejen endelig kan tages i brug.

Så vi kan lave strøm om til strøm.

Det bliver interessant at læse hvad konsortiet finder frem til for at kunne imødekomme det de mange gas selskaber funderer over. Tror faktisk heller ikke jeg forstår det.

  • 27
  • 8

Det er et dyrt lager hvis det bruges som el til el. To tredjedele af energien tabes.

Hvis det bruges for at erstatte gas til opvarmning er tabet måske kun en femtedel og oveni kommer lagringsmuligheden næsten gratis.

Hvorfor skulle det være svært at køre en gasturbine på brint i stedet for naturgas?

  • 16
  • 4

Jeg er ikke expert, men følgende kan skabe problemer 1. Brint brænder varmerer end CH4 2. Brint kan ødelægge stål (hydrogen steel embrittlement) 3. Brint er ikke glad for at være spærret inde. Det lækker ud af tanke der ikke er special designet.

  • 17
  • 0

Så vi vil gerne gøre klar til at indholdet i gasnettet skiftes fra methan til hydrogen.

Kommentar til # 1: Den gas som jeg i dag afbrænder i mit gasfyr er et blandingsprodukt som også indeholder biogas. Det er oplagt at man også kan tilsætte en del brint til det som i forvejen er et blandingsprodukt. I praksis vil brinten kun andrage nogle få procent, for med tiden at vokse til en større og større procentdel. Muligvis ende med at være 100 % brint. Jeg formoder at man også kan omsætte enregien i en 4-takts forbrændingsmotor. Men jeg har dog ikke kendskab til hvilke problemer det kan medføre. Hvad med at udnytte den dannede mængde ilt til også at indgå i forbrændingen ?

  • 5
  • 10

Det er oplagt at man også kan tilsætte en del brint til det som i forvejen er et blandingsprodukt.

Brint indeholder pr volumen ca. 1/3 af energien i metan, så formodentlig skal dyserne i gasfyrene justeres lidt. Det måles vistnok som wobbe-indeks, der hvis ens vil give samme effekt fra samme dyse groft sagt. Der kan så blive noget med mængden af luft.

Men der er lavet forsøg med iblanding af brint i naturgassen. I det københanske bygasnet er det luft man blander i naturgassen for at få den til at ligne bygassen.

  • 9
  • 2

Men der er lavet forsøg med iblanding af brint i naturgassen. I det københanske bygasnet er det luft man blander i naturgassen for at få den til at ligne bygassen.

For å gjøre den brann og eksplosjonsfarlig? Som for hydrogen er vel ikke naturgass brennbar eller kan eksplodere uten oksygen?

Men det er sikkert riktig det Ferdinandsen sier, selv om det høres merkelig ut. UK klarte forøvrig skiftet fra bygass til naturgass på ca ett år (ca 1967). Da måtte husholdningene skifte ut det meste av det som tok seg av gassen.

Ellers brukte russerne flytende hydrogen til en av de tre motorene på et ombygd TU-154. Så denne nyheten er ikke særlig revolusjonerende!

  • 5
  • 2

Ideen er vel at man selv bestemmer hvornår den sidste del af processen skal udføres; brint til el og varme. Man kunne for eksempel vente med at udfører denne del når det ikke blæser eller solen ikke skinnner.

Det er ikke spørgsmål om effektivitet, men mere et spørgsmål om hvordan vi kan udjævne brugen af af el som er produceret som netop vinden blæser og solen skinner.

  • 16
  • 0

  1. Brint danner knaldgas, hvis det blandes med ilt!:

Jeps, og det er eksplosivt over et ret bredt interval af koncentration:

Fra https://en.wikipedia.org/wiki/Hydrogen_safety

the limits of detonability of hydrogen in air are 18.3% to 59% by volume

Til gengæld er aktiveringsenergien så også lav:

The minimum ignition energy of hydrogen in air is one of the lowest among known substances at 0.02 mJ

Umiddelbart virker det som om at det er en ret god ide at hægte et kulatom eller to fast på brinten inden den sendes længere væk, medmindre der er en rigtig god grund til at lade være.

  • 9
  • 0

Mig bekendt er det ikke den store kunst at få en motor, turbine eller brænder til at bruge på brint. Problemet er, at brint brænder meget hurtigt og dermed med en meget høj temperatur. Den høje temperatur forårsager stor udledning af NOx da der jo er tale om blanding med almindelig atmosfærisk luft og ikke ren ilt. Så hvordan klarer nordmændene det?

Toyota har udviklet en brintbrænder, der adressere problemet: https://global.toyota/en/newsroom/corporat...

  • 5
  • 0

Mig bekendt er det ikke den store kunst at få en motor, turbine eller brænder til at bruge på brint. Problemet er, at brint brænder meget hurtigt og dermed med en meget høj temperatur. Den høje temperatur forårsager stor udledning af NOx da der jo er tale om blanding med almindelig atmosfærisk luft og ikke ren ilt. Så hvordan klarer nordmændene det?

I den store utredningen om hydrogenfly (Cryoplane ca 2003) hevdes at gassturbiner (turbofanmotorer for fly) på hydrogen vil redusere NOx-utslipp med 80% i forhold til jetfuel.

Jeg vil anta at fobrenningstemperatur avhenger av betingelsene, altså mengde luft og trykk, lufthastighet med mere. Altså den store mengden av luft som går gjennom forbrenningskammeret med stor hastighet, gjør at temperaturen mye blir den samme som for jetfuel. Dimensjonerende for en gassturbin er temperatur inn på første turbinsteg. Denne temperatur er den samme enten drivstoffet er det ene eller det andre.

  • 4
  • 0

Mig bekendt er det ikke den store kunst at få en motor, turbine eller brænder til at bruge på brint. Problemet er, at brint brænder meget hurtigt og dermed med en meget høj temperatur. Den høje temperatur forårsager stor udledning af NOx da der jo er tale om blanding med almindelig atmosfærisk luft og ikke ren ilt.

Hermed eksempel på 2MW kraftværk gasturbine, som har dual fuel system med vandinjektion for reduktion af NOx: Naturgas og 100% brint med følgende specifikationer:

Ved naturgas udledes 37ppm NOx og 3% CO2. Elektrisk virkningsgrad: 27%

Ved 100% brint udledes 73ppm NOx og 0% CO2. Elektrisk virkningsgrad: 27,3%

https://www.kawasaki-gasturbine.de/files/G... Hydrogen-based Power Plant Dual Fuel (100% H2 ◀• • Blend Gas • •▶ 100% Natural Gas) Combustion Mode: Diffusion Flame

  • 9
  • 0

Den høje temperatur forårsager stor udledning af NOx da der jo er tale om blanding med almindelig atmosfærisk luft og ikke ren ilt. Så hvordan klarer nordmændene det?

Brinten bør laves med elektrolyse af vand H2O, hvorved fås brint og ilt. Det er nemmere at gemme ilt end brint, men ilt er nemt at hive ud af luften, så det har lav handelsværdi, omkring €100/ton.

Ren ilt forbedrer turbinens effektivitet, men øger formentlig den i forvejen høje temperatur yderligere.

Lagring af ilt er måske mere relevant for brændselsceller der laver strøm fra brint.

Norge har interesse i at sælge grå brint, altså brint lavet af naturgas hvor kul-atomet er pillet fra i damp-reformering.

  • 1
  • 1

Vildledende artikel, respektløst overfor dem der lavede brintturbiner for mange år siden. I 1988 havde Rusland passagerfly hvor turbofanerne var dreve på ren brint, Tubolev 155.

  • 5
  • 0

Hvad er NOx?

Ved naturgas udledes 37ppm NOx og 3% CO2. Elektrisk virkningsgrad: 27%

Ved 100% brint udledes 73ppm NOx og 0% CO2. Elektrisk virkningsgrad: 27,3% Kan se Brint udleder 73ppm NOx? I forhold naturgas

Er Brint ikke ren? Som i helt ren ? Når det kommer fra elektrolyseanlæg Så er jeg fået den opfattelse at brint er 100% ufarligt forurener mæssigt Eller forurener Det er lidt alligevel ? lidt lige som biogas

Hilsen Martin

  • 0
  • 0

Er Brint ikke ren? Som i helt ren ? NOx og andre skadelige gasser og partikler. Når det kommer fra elektrolyseanlæg

Brint brænder ved høj temperatur i atmosfærisk luft, som jo indeholder 80% kvælstof N og ilt O. Og udleder derfor NOx.

Men hvis brintforbrændingen kan ske med ren ilt O fra elektrolyseanlæg, vil der ikke udledes NOx. Se link.

NOx og andre skadelige gasser og partikler https://www.lunge.dk/luft/viden-nox-og-and...

  • 7
  • 0

@Martin Gab, NOx er forbindelser af ilt og kvælstof. Det er det samme, der udledes i relativt store mængder fra specielt dieselmotorer. Det opstår, når en forbrænding sker ved en høj nok temperatur, og brændstoffet iltes med atmosfærisk luft som jo indeholder 80% kvælstof. Derfor, er f.eks. turbiner, der har brint som brændstof rene i forhold til CO2 udledning (hvis vi snakker grøn brint), men ret så forurenende når det kommer til NOx.

  • 0
  • 0
22 Gorm Dannesboe

Derfor, er f.eks. turbiner, der har brint som brændstof rene i forhold til CO2 udledning (hvis vi snakker grøn brint), men ret så forurenende når det kommer til NOx

Oki Så kort fortalt så, forurener Brint altså?

Så hvis men tager fx et brænderhoved, og føre den rene brint igennem brænderhovedet, og laver flamme så det lave NOx?

Tænker også der skal tilføres noget ilt

Brint er vil ikke forurenende via en brændselscelle?

  • 0
  • 0

Derfor, er f.eks. turbiner, der har brint som brændstof rene i forhold til CO2 udledning (hvis vi snakker grøn brint), men ret så forurenende når det kommer til NOx

Oki Så kort fortalt så, forurener Brint altså?

Så hvis men tager fx et brænderhoved, og føre den rene brint igennem brænderhovedet, og laver flamme så det lave NOx?

Tænker også der skal tilføres noget ilt

Brint er vil ikke forurenende via en brændselscelle?

EU kom i fjor med en utredning om hydrogenfly. Den uttaler seg også om NOx-utslipp og jeg antar at utredningen bygger på best mulig og oppdatert kunnskap. I forhold til gassturbiner (turbofanmotorer til fly) sier den følgende (i forhold til jetfuel):

Syntfuel vil ikke redusere NOx-utslipp

Bruk av hydrogen vil minske NOx utslipp i området 50 til 80%

Videre sier utredningen at brenselsceller basert på hydrogen har null (0) NOx-utslipp

  • 7
  • 0

Oki Så kort fortalt så, forurener Brint altså? Så hvis men tager fx et brænderhoved, og føre den rene brint igennem brænderhovedet, og laver flamme så det lave NOx? Tænker også der skal tilføres noget ilt

Brint brænderhoved kan tilføres ilt som “efterbrænder” og med tilpas lav temperatur, så næsten ingen NOx udledes. Se link Toyota Develops World's First General-purpose Hydrogen Burner for Industrial Use https://global.toyota/en/newsroom/corporat...

  • 1
  • 0
24 Ketill Jacobsen

Så øv, heller ikke brint er godt for miljøet (Brint er ikke godt, til en erstatning til gas)

Tænker ikke NOx er godt for miljøet

Brint er kun godt via en brændselscelle

Hvad kan vi ellers, bruge til en gas erstatning? (Når vi har brug for alle de høje temperatur )

25 Ole Moeskjær

Det er ikke godt, kun med lave temperatur

  • 0
  • 1

Så øv, heller ikke brint er godt for miljøet (Brint er ikke godt, til en erstatning til gas)

Tænker ikke NOx er godt for miljøet

Brint er kun godt via en brændselscelle

En altfor enkel analyse. Hydrogen til turbofanmotorer er en god løsning for fly med høy hastighet og lang rekkevidde. Ingen CO2 og NOx redusert med 50 til 80% i forhold til jetfuel/syntetisk drivstoff. En kan dessverre ikke alltid få i pose og sekk. Kompromiss må ofte velges.

NOx er dessuten et problem for det lokale miljøet, ikke når det meste slippes ut i stor høyde langt fra mennesker.

  • 0
  • 0
27

Ketill Jacobsen

Er det muligt at, sætte et NOx filter på?

hvor skadelig er NOx?

Hilsen Martin G.

  • 0
  • 0

Vedr. det med brint så øges effektiviteten tilsyneladende ganske betragteligt. Det gør hele energiøen som brintø mere relevant, og det gør også tanken om brint-forbrændning til termisk process ret present.

Denne twittertråd er værd at læse:

  • 1
  • 0

Specielt denne opdaterde effektivitet: 85% det er ikke helt tosset.....

  • 2
  • 0

Kan du forklare hans regnestykke?

Ud fra det, du har postet her, ser det ud til, at han i kolonne 3 multiplicerer en elektrolyse-virkningsgrad baseret på HHV med en brændselscelle-virkningsgrad baseret på LHV.

Hvis det er sandt, er det en fuldstændigt utilgivelig fejl.

Hvis man vil finde den samlede round trip- virkningsgrad for el -> brint -> el ved at multiplicere virkningsgraderne for de to delprocesser, så er begge virkningsgrader naturligvis nødt til at forudsætte det samme energiindhold i et kg brint.

  • 2
  • 0

Kan du forklare hans regnestykke?

Noper - hans antagelser er på produktionssiden, og køretøjet er fast.

Hvis man læser den forrige tråd har han to forbedringer, det er dem som bruges på produktionssiden, hvori distintionen HHV=HigherHeatingValue opstår kan jeg ikke lige gennemskue men det er en effektivitet fra en celleproducent.

Det er klart nok at forbrugssiden er en FCEV og ikke det samme som produktionssiden det kan jeg ikke se det mærkelige i.

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten