måling af biogas nox og ch4 afgifter · h2s = 0 -2000 ppm biogas ir / elektrokemisk ch4 / co2 0...

I N T E L L I G E N T G A S T E C H N O L O G Y

Dansk Gasteknisk Center a/s

Måling af biogas

NOx og CH4 afgifter

Per G. [email protected]

SEGES marts 2015


Dansk Gasteknisk Center a/sSEGES marts 2015

Program

• Biogas måling af mængde

- Hvorfor vil vi måle energimængden?

- Energimåling og gas

- Gaskvalitet

- Eksempler på måler systermer

- Hvad vil det koste

- spørgsmål til denne del



Program II

• NOx og metan emission og afgifter

- Kort om NO x- og metan fra gasmotorer

- Muligheder for reduktion af emissioner

- NOx-afgift, CH 4 –afgift mulighed for refusion –

hvordan i praksis

- Afsluttende spørgsmål

- DGC målebil udenfor



Per G. Kristensen• Kemiingeniør i 1991

• Ph.D. i 1995 inden for nitrogenkemi under

forbrændingsbetingelser

• Har siden arbejdet med alle aspekter af NO x, lige fra

dannelse, reduktioner, miljøregler og afgifter

• Har siden 1996 været ansat i Dansk Gasteknisk

Center og arbejdet med alle miljøaspekter af

gasforbrænding.



Dansk Gasteknisk Center a/s• Ejet af gasnet selskaberne

• Stiftet i 1988 i forbindelse med naturgas i Danmark

• Arbejder med alle aspekter af gasformige

brændsler hvad angår sikkerhed, miljø, effektivitet

og økonomi/afgifter

• Primært et teknisk samarbejde med danske

gasselskaber, rådgivning til alle



Eftermiddagens forløb

• Stil endelig spørgsmål undervejs

• Hvis der efterfølgende er spørgsmål, I ikke fik sti llet,

så træffes jeg på mail [email protected]

• Materialet vil i løbet af næste uge blive tilgængel igt

på www.dgc.dk eventuelt også på SEGES hjemmeside



Program


- Hvorfor vil vi måle energimængden ?


- Gaskvalitet



- Spørgsmål til denne del



Hvorfor måle ?• Nogen vil have afgifter i forhold til

energiomsætning

• Mulighed for tilskud

• KRAV til måling - kvalitet



Tilskud• Biogas – Motor – El tilskud beregnes efter elmåler

• Biogas – opgradering – naturgasnet

• Biogas til transport

• Biogas til procesformål

• Biogas til energiformål

Se mere i lov 576 af den 18/6/2012 – Vi venter på EU



Satser• Biogas – Motor – El tilskud (79,3+26+10 øre/kWh el)

• Biogas – opgradering – naturgasnet

79+26+10 kr/GJ bionaturgas (4,55 kr/m 3 @39,6 MJ)

• Biogas til transport 75 kr/GJ (2,97 kr/m 3 @39,6 MJ)

• Biogas til procesformål 75 kr/GJ (2,97 kr/m 3 @39,6 MJ)

• Biogas til energiformål 36 kr/GJ (1,43 kr/m 3 @39,6 MJ)

satser justeres i forhold til naturgaspris og aftra ppes



Kontrol

• Tilskud >> energiafgiften (9,8 øre pr 39,6 MJ brændværdi)

• Målersystem tager udgangspunkt i kvaliteten for

naturgasmåling



Program




- Gaskvalitet






Gasmålesystem til afregningsvalide måledata af naturgas

• Tryk, temperatur og (kompresibillitet)

• Naturgaskvalitet

• Vand- og kulbrintedugpunkt

• Svovl, wobbetal osv.

SEGES marts 2015

skitse af målesystem til naturgas



Gasmålesystem

• Naturgaskvalitet skal overholde krav i ”Gasreglement”

• Kontrolmanualer udarbejdet af gasselskaberne sikre korrekt afregning

• Biogasmåling er ikke ”metervare” og der skal tages specielle hensyn til målesystemet.

SEGES marts 2015



Biogaskvalitet typisk

• Metan• Kuldioxid• Svovl• Vanddamp• Ilt• Kvældstof• Urenheder

SEGES marts 2015



Biogaskvalitet og måling

• Metan 50%< CH4< 70% • Kuldioxid 30%< CO2< 50%• Svovl < 3000 ppm H2S (typisk 200 ppm)• Vanddamp (mættede)• Ilt (alt efter utætheder eller afsvovling med atm.)• Kvælstof (ditto)• Urenheder fra produktionen af biogas

SEGES marts 2015



Brændværdi

GC består af: � En del som separerer og

registrerer komponentene i gassen

� En del som styrer sekvenserne, foretager beregninger og kommunikere.

Fra sammensætningen kan vi bl.a. finde - massefylden af gassen- Wobbeindex- Kompressibilitetsfaktoren Z

beregnes ud fra standard.

SEGES marts 2015

Nøjagtighed af GC: < 0,5 %



Brændværdi

Metansensor opbygget ud fra forskellige måleprincipper• Termisk konduktivitet• Induktion• Osv.

SEGES marts 2015

Nøjagtighed af brændværdi typisk 1-2 %



Biogas og måling: hvad skal man være opmærksom på

• Måleområde for mængde, tryk, temp., og fugt• Tryktab over målere• Nøjagtighed af målingen og krav om kalibrering• Holdbarhed af målesystemet i surt miljø• Installering af målesystem efter producentens anvisninger• Servicering af målesystem• Dataopsamling og verificering af måledata

SEGES marts 2015



Program




- Gaskvalitet

- Eksempler på måler og systermer





Gasmålere

• Rotationsmålere (V)• Turbinegasmålere (V)• Ultralydsmålere (V) • Swirls (V)• Vortex målere (V)

• Coriolis målere (m)

V = volumenmålere; m = massestrømsmålere;



Rotationsmålere

Nøjagtighed af Vol. (Initial): 1-1,5 %



Turbinegasmålere

Nøjagtighed af Vol. Initial: 1-1,5 %



Ultralydsmålere

Nøjagtighed af Vol. drift: 1-2 %



Swirls målere

SEGES marts 2015

Nøjagtighed Vol Initial: 1% på mængde



Vortex målere

SEGES marts 2015

Nøjagtighed af Vol. Initial: 1-1,5 %



Coriolismasseflowmålere

Nøjagtighed af mas. Initial: 1-2 %, ved højt tryk



DGC har udarbejde måleudstyrdatabase til biogas

SEGES marts 2015

anvendelse måleprincip CH4, CO2 måleområde

biogas / BNG IRCO2 0-5 ppm … 0-100 vol%

CH4 0-100 ppm … 0-100 vol%

biogas IRCO2 0-50 vol%

CH4 0-100 vol%

biogas IRCO2 0-50 vol%

CH4 0-100 vol%

biogas / BNG IRCO2 0-5 ppm … 0-100 vol%

CH4 0-100 ppm … 0-100 vol%

biogas (/ BNG) IR

CH4 = 0-100 %

H2S = 0-2000 ppm

CO2 = 0-100 %

O2 = 0-25 %

biogas IR for CH4 og ES til H2SCH4 = 0-100 %

H2S = 0-2000 ppm

biogas IR / elektrokemisk

CH4 / CO2 0-100 vol%

O2 0-25 vol%

H2S 0-2000 ppm



Måletekniske krav fra Skat (Bekendtgørelse 1042/2014)

Motoranlæg

• Metode 1 :Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi

• Hvis der ikke måles brændværdi kan standardfaktor på 23,3 MJ/Nm3 kan anvendes

• Metode 2 : Virkningsgrad på motors produceret el 37,5 % omregnet til energi forbrugt

SEGES marts 2015




Motoranlæg < 1 MW

• Metode 1 :Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi


• Metode 2 : Virkningsgrad på motors produceret el 37,5 % omregnet til energi forbrugt

• Skal beregne på baggrund af tilskud når tilskud > afgifter

SEGES marts 2015




Andre anlæg end motorer

• Krav om kontinuerlige måling af volumen og brændværdi


• Virkningsgrad på kedler : Måling af kedels varmeproduktion og med en nyttegrad på 90%

SEGES marts 2015




Andre anlæg end motorer, når tilskud > afgift

• Der betales afgift af den energi der modtager tilskud til dvs. pr. MJ

SEGES marts 2015



Måletekniske krav fra Skat

MID (Målerdirektivet) • Mængdemåling skal udføres med typegodkende

målere eller gasmålere der giver tilsvarende sikkerhed for målerens nøjagtighed.

• Dvs. har en nøjagtighed der er bedre end ± 3% installeret

SEGES marts 2015



Måletekniske krav fra Skat

MID fortsat

• Brændværdi i gassen skal måle med en nøjagtighed der er bedre end ± 3%

• Årlig kvalitetssikring af regnskab og målemetode udført af virksomhed med kompetencer svarende til akkrediteret lab.

• Krav om dokumentation af målinger, beskrivelse af måleprocedure og rekalibrering/verificering af måleudstyr på baggrund af ønske fra Skat

SEGES marts 2015



Når engang EU godkender• Motor og opgradering er godkendt

• Biogas til transport 75 kr/GJ (2,97 kr/m 3 @39,6 MJ)

• Biogas til procesformål 75 kr/GJ (2,97 kr/m 3 @39,6 MJ)

• Biogas til energiformål 36 kr/GJ (1,43 kr/m 3 @39,6 MJ)

Skal afgift til SKAT svares efter regler for tilsku d og de

målerkrav der dermed stilles af Energinet.dk



Hvad kræver Energinet.dk

•?



Måletekniske krav fra Energinet.dk

• Under forudsætning af notificion i EU af VE-lovens sidste forbehold til proces og energiformål gælder følgende

• Krav beskrevet i ”Vejledning om installation og kontrol af måleudstyr ved støtte til biogasanvendelse”, version 2.0, april 2013

http://www.energinet.dk/DA/GAS/biogas/Stoette-til-biogas/Sider/Stoette-til-biogas.aspx

Her skriver du præsentationens titel i masteren




• Små biogas forbruger dvs. forbrugere under 200.000 kWh om året

• Mindre biogas forbruger dvs. forbrug mellem 200.000 kWh og 1.200.000 kWh om året

• Store biogas forbruger dvs. forbrug over 1.200.000 kWh om året svarende til ca. 200.000 m3 rå biogas (af 6 kWh/m3)





Krav til måling af forbrug af biogas til energi og procesformål• Mængemåling skal udføres med typegodkende

målere eller gasmålere der giver tilsvarende sikkerhed for målerens nøjagtighed.

• Dvs. har en nøjagtighed der er bedre end ± 3% installeret

• For de fleste måleprincipper kan dette krav kun overholdes med målere i klasse 1 eller 1,5





• Målesystem skal være MID godkendt eller tilsvarende godkendt til formålet

• Mængden af biogas skal for alle forbrugstyper bestemmes med en nøjagtighed bedre end ± 3 % i godkendelsesperioden af måleren (typisk et år)





• Brændværdi i gassen skal måle med en nøjagtighed der er bedre end ± 1 % for store anlæg og ± 2 % for mindre anlæg

• Brændværdi i biogassen kan evt. bestemmes for små og mindre forbrug ved stikprøvekontrol (stikprøve for hver 40.000 m3)

• Energimålere/varmemålere kan som udgangspunkt anvendes for små forbruger med lukket vandbåren system





• Målesystemet/ måleinstallation skal udføres af kompetent virksomhed* (se autorisationsloven)

• Målesystemet skal dimensioneres og monteres i overensstemmelse med måleudstyrsleverandørens anvisninger

• Dokumentation for korrekt udført installation, udført af rådgiver på området

SEGES marts 2015




• Årlig kvalitetssikring af regnskab og målemetode udført af virksomhed med kompetencer inden for (bio)gasmåle-systemer dvs. plan for drift og vedligeholdelse for drift af målesystemet

SEGES marts 2015




• Krav om dokumentation af måling og data, beskrivelse af måleprocedure, verificering af målesystem og samt procedure for re-kalibrering af måleudstyr

• I planen skal der anføres hvornår der skal udføres re-kalibrering af målesystemet for at sikre overholdelse af usikkerheds-kravene for dels volumen/massemålere og brændværdimålere

SEGES marts 2015



Tilskud til biogasforbrug fra Energinet.dk (1)

SEGES marts 2015



Målesystem med tilskud fra Energinet.dk (2)

SEGES marts 2015



Målesystem med tilskud fra Energinet.dk (3)

SEGES marts 2015



Målesystem med tilskud fra Energinet.dk for små forbruger (4)

SEGES marts 2015




• Hvem kan hjælpe jer med dette?

• I vejledningen forslås at man tager kontakt ”et måleselskab” eller ”et naturgasdistributionsselskab” der kan udføre installationen, drift og vedligehold af et biogasmålesystem

• Nye krav er under udarbejdelse af Energinet.dk

SEGES marts 2015



Program




- Gaskvalitet







• Hvad koster det?

• Hvis det er et naturgasdistributionsselskab der skal udfører opgaven, forstiller Energinet.dk sig at det gennemføres som en måleafgift dvs. der er gasselskabet der ejer målesystemet – der betales så en leje der dækker vedligehold og service

SEGES marts 2015




• Hvis I selv vil eje et målesystem skal i påtænke følgende udgifter

- Udgift til rådgiver- Køb af målesystem og installering- Drift og vedligehold- Kalibrering og erstatningsmåler i periodenuden jeres indkøbte volumenmåler osv.

- Udgift derudover til verifikation af måledata

SEGES marts 2015




• Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for små forbrugere <200.000 kWh/år

• Rådgivning Kr. 15-20.000.-• Volumenmåle med install. Kr. 40-50.000.-• Drift Kr. 5.000.-• Brændværdi ved stikprøve Kr. 2.000.-/stk.• Verifikation Kr. ?/ afventer

krav til verifikation fra Energinet.dk

SEGES marts 2015




• Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for mellem/store forbruger >200.000 m3/år

• Rådgivning Kr. 20-25.000.-• Volumenmåle med install. Kr. 60.000.-• Drift + serviceordning Kr. 10.000.-• Prøver/ Brændværdimåler fx GC Kr. 200.000.-• Verifikation Kr. ?/ afventer


SEGES marts 2015



Specielt med ny typer af ultralydsmålereNøjagtighed af Vol. drift: 1-2 % og 2 % brændværdibestemmelse ved algoritme af lydens hastighed i CH4 og CO2


Dansk Gasteknisk Center a/sHer skriver du præsentationens titel i masteren

Specielt med ny typer af ultralydsmålereLydens hastighed i CH4 og CO2 er forskellig alt efter koncentration




• Prisoverslag for følgende materialer og arbejdsopgaver for mindre og store forbruger

• Rådgivning Kr. 20-25.000.-• Ultralydsmåle med install. Kr. 65.000.-• Drift + serviceordning Kr. 4.000.-• Verifikation Kr. ?/ afventer


SEGES marts 2015



Program




- Gaskvalitet



- Spørgsmål til denne del ?



Program II





hvordan i praksis





NOx – hvad er det

• NOx er en fælles betegnelse for NO og NO 2

• Det er stikkende gasser, NO farveløs, NO 2 rødbrun

• NO oxideres i atmosfæren til NO 2

• NO2 reagerer med vand og danner

salpetersyrling/salpetersyre

• Skadesvirkning: sur nedbør, SMOG ��luftvejs

sygdomme



Dannelse af NOxer proces afhængig

• Temperatur

• Opholdstid

• Iltniveau

• Tryk

• Brændselsvalg



NOx – hvad er vigtigstProces Termisk Promt Brændsel Produkt

Gas 50-95 % 5-50 % 0 % 0 %

Olie 40-90 % ~10 % 0-50 % 0 %

Kul 20-50 % ~0 % 50-80 % 0 %

Biomasse 30-70 % ~0 % 30-70 % 0 %

Mineral Brændselsafhængig 0-100%



Hvilke skader medfører NOx?

Luftvejslidelser - især hos astma-patienter

Værdisætning• Indlæggelser• Medicin• Tabt arbejdsevne

Kilde: DMU

Ca. 50 kr./kg



CH4 – hvad er det• Brændsel

• Farveløs og lugtløs gas

• Emission fra gasmotorer skyldes

- flammesluk ved kold væg

- brændsel der gemmer sig i hulrum fx ved

stempelringe og tændrør

- metan der fanges i oliefilm ved højt tryk og frigi ves

ved lavere tryk



NOx og CH4 – hvad gør man• Design af motor er rigtig vigtig

• Indregulering og vedligehold

• NOx – virkningsgrad

• NOx kan efterbehandles fx med katalysatorer

CH4 kan meget vanskeligt efterbehandles



Program II





hvordan i praksis





NOx-afgift har vi haft i flere år

Lov nr. 472 fra 2008



NOx-afgift lov 472 - opsummering

• Der betales afgift pr udledt mængde NO 2

• AMS for >30 MW, affaldsforbrænding og industri

> 200 t/år

• Hvis ingen måling så bestemt via brændselsforbrug

• 5 kr./kg

• §9 Godtgørelse til registrerede virksomheder



Afgiftssatser (2008)

• 5 kr./kg

• Naturgasmotorer 2,8 øre/m 3 naturgas (140 g/GJ)

• Naturgas i øvrigt 0,8 øre/m 3 (40 g/GJ)

• Biogasmotor betaler efter en sats på 250 g/GJ for

maskiner over 1 MW indfyret effekt



Krav for refusion af afgift• Beskrives nærmere i Bek. 1412 fra 2009

• Maks 80 % af standard emission eller 1 tons

(praksis 500,-)

• Opgøres maskine for maskine, anlæg for anlæg



Ny regering – nye regler

• 25 kr./kg

• AMS fra 10 MW motor og turbineanlæg (2021)

• Justeret på NO x-emissionsfaktor for biogasmotorer

til 200 g/GJ måske?? Her er der lidt tvivl

• Resten af reglerne er de samme



Kan man få refusion (naturgas)



NOx-besparelse - biogasmotor



Kan man på gaskedler ?

Miljøkrav ny kedel fra 2001



NOx-refusion – naturgaskedel

Tal med din brænderleverandør, NOx-niveau, driftstimer, pris



NOx afgift i praksis, Bek 723/2011Brændsel Standard emissionsfaktor

g/GJDieselolie 50

Fuelolie 140

Naturgas, motor 140

Naturgas, anden anvendelse 40

Kul, koks, petroleumskoks, orimulsion, brunkul

100

Biogas til motorer 200/250

Biogas, andet 50

Halm 90

Træflis 100



NOx afgift biogasmotorer

• Lov vedtaget 21 dec. 2011: sats 25 kr/kg biogasmoto rer

sats 5 kr/GJ hvilket giver standardemissionsfaktor

på 200 g/GJ

• Bekendtgørelse 723 siger direkte

standardemissionsfaktor på 250 g/GJ



Hovedmåler

Måler

Motor MotorMotor



Hovedmåler -bimåler

Måler

Motor MotorMotor



Emissionsfaktor

• En garanti fra leverandør

• Målinger fx ved afleveringsforretning, service mm.

• Miljødokumentationsmålinger – seneste

• SKAT kan på forlangende kræve kontrol ved at

akkrediteret målefirma dokumenterer på jeres regnin g



CH4-afgift har vi haft i flere år

Lov nr. 722 fra 2010



CH4-afgift biogasmotorer

• 1,1 kr/GJ biogas indfyret

• Motorer over 1 MW indfyret

• Standardemissionsfaktor 323 g metan/GJ



CH4-afgift muligheder



Konklusion• Det er godt for miljøet

• Det er godt for økonomien

• Det er bare med at komme i gang

• DGC hjælper gerne med emissionsmåling (produktblade )

og med råd vedrørende beregninger ([email protected])



Program II




- NOx-afgift, CH4 –afgift mulighed for refusion –

hvordan i praksis


- DGC målebil udenfor - produktblade

måling af biogas nox og ch4 afgifter · h2s = 0 -2000 ppm biogas ir / elektrokemisk ch4 / co2 0...

Documents