Copenhagen Infrastructure Partners (CIP) er et globalt firma for investeringer i såkaldt vedvarende energi; hovedsæde i København. Reno-Nord er et nordjysk affaldshåndteringsselskab; hovedsæde i Ålborg. Disse to firmaer planlægger sammen at skaffe midler til at bygge Danmarks største PtX anlæg kaldet ”Fjord PtX” nord for Limfjorden nær Nordjyllandsværket. PtX, Power to X, dækker over en række teknologier, der kan omdanne strøm til brændstof som for eksempel brint.
Hensigten er at fremstille grønt brændstof til dækning af dansk indenrigsflyvnings behov. Energistyrelsens energistatistik viser, at dette brændstofforbrug i 2023 var på 1028 TJ (Tera Joule), hvilket for Metanol betyder 51.000 tons Metanol per år. En samlebetegnelse for de forskellige produkter er ”SAF”- Sustainable Aviation Fuel. I denne artikel beskæftiger vi os alene med Metanol.
Fjord PtX projektet ønsker at fremstille ca. 90.000 tons Metanol per år. Produktionens overskudsvarme tænkes anvendt i Aalborgs fjernvarmenet.
Med basis i opgivne tal på forskellige hjemmesider har vi forsøgt at beregne, hvad prisen for brændstoffet Metanol fra Fjord PtX kan forventes at blive. Det bliver ikke en præcis beregning, men den er efter vor vurdering tilstrækkelig til at vurdere, om projektet er teknisk og økonomisk forsvarligt.
OM PROCESSERNE
Metanol er i 100 år blevet fremstillet i teknisk målestok ud fra Brint og CO2 i mængdeforholdet 6 kg Brint + 44 kg CO2 som bliver til 32 kg Metanol + 18 kg vand. Globalt set er årsproduktionen godt 100 millioner tons Metanol. Denne fremstilles i alt væsentligt ud fra naturgas på steder, hvor naturgassen er et biprodukt fra olieudvinding, og hvor man ikke har transportmuligheder for naturgassen.
Brint fremstilles ved elektrolyse, hvor en elektrisk strøm sendes igennem vand, der herved adskilles i ilt og brint. Det kræver 53 kWh el at fremstille 1 kg brint.
CO2 kan trækkes ud af røgen fra Reno-Nords affaldsforbrænding og fra Ålborg Portlands cementovne. Det fremgår ikke af beskrivelserne i tabel 1 om de meget betydelige omkostninger herved er indeholdt i tabellen.
El til elektrolysefremstillingen af Brint skal være grøn el fx fra vindmøller og solceller, helst som billig overskuds-el.
Fremstilling af 100 ttons Metanol medfører teoretisk et brintforbrug på 100* 6/32 = 18.7 ttons Brint, hvilket kræver et el-forbrug på 18,7 * 53= 1.000 GWh, som fordelt på årets 8760 timer bliver til et gennemsnitligt el-forbrug til elektrolyse på 114 MW. Ca. en 1/3 af den opgivne elektrolysekapacitet.
Fuld udnyttelse af elektrolysekapaciteten ville teoretisk muliggøre en årsproduktion på 281 ttons methanol, Så man tør slutte, at projektmagerne har regnet med en ringe udnyttelse af anlæggets kapacitet.
Fremskaffelse af renset vand til elektrolysen, pumper, kompressorer, isolering af CO2 og meget mere kræver også el.
BEREGNING AF EL-OVERSKUDDET
Dette beregnes som forskellen mellem elforbruget og elproduktionen ud fra sol, vind, biomasse og affald i de timer, hvor denne elproduktion var større end forbruget.
Overskuddet i hele Danmark var noget lavere end overskuddet Vestdanmark. Da der kun er ringe overføringskapacitet i el-kablet under Storebælt, går vi ud fra, at kun Jysk + Fynsk grøn el er af interesse i nærværende sammenhæng.
Dette overskud af grøn el varierede i 2024 mellem 0 MW og 3506 MW med et gennemsnit på 359 MW.
Den tilgængelig mængde grøn strøm vises i figur 1 og figur 2 herunder. Og det bemærkes, at strømmængden er stærkt varierende.
Vi går ud fra, at virksomheden maksimalt kan aftage de i tabel 1 anførte 400 MW. Elektrolysekapaciteten er opgivet til 320 MW. Og det viser sig overraskende, at som hovedregel vil der også være strøm nok til den øvrige produktion, når der er strøm nok til elektrolysen. Dette er der så til gengæld kun i ca. 25 % af tiden. Jvfr. tabel 2 herunder.
I 34% af tiden vil der overhovedet ikke være noget el-overskud at tage af. Så her må fabrikken ligge stille, hvis den kun vil bruge ”grøn elektricitet”.
I 74% af tiden vil der ikke være strøm nok til at forsyne elektrolysecellerne svarende til deres angivne kapacitet.
Med et strømforbrug som beskrevet i ansøgningen til Miljøstyrelsen ville man altså i 76 % af tiden have behov for at købe strøm, der ikke baserer sig på vind + sol + biomasse + affald. Men så bliver Metanolen ikke grøn!
Figur 3 illustrerer driftsbetingelserne. I de perioder hvor den røde kurve rammer nullinien, er der ingen elektricitet til driften. Den må da køre on-off.
Var dette en diskussion mellem fagfolk, kunne den stoppe her. Ingen med den mindste smule kendskab til drift af en kompliceret kemisk produktion ville drømme om at påtage sig at få denne til at fungere med en strømforsyning som vist i figur 3.
Det viser sig, at den til elektrolyse til rådighed værende strømmængde i gennemsnit ville være (Danmark Vest 2024) 106 MW, hvilet teoretisk svarer til en metanolproduktion på 93 ttons. Altså lidt lavere end opgivet tabel 1.
ØKONOMIBEREGNING
Den i tabel 1 angivne elektrolysekapacitet, 320 MW ville ved fuld udnyttelse række til at fremstille en brintmængde på 53 ttons per år. Hvilket teoretisk ville kunne give 53*32/6 = 282 ttons Metanol, under samtidig anvendelse af 282*44/32= 387 tons Kuldioxid.
Brintproduktionen begrænses af to forhold. Den til rådighed stående elforsyning, og elektrolysekapaciteten på 320/53 = 6 tons brint per time.
Vi finder, at i 2024 ville der kun have været i gennemsnit 106 MW til rådighed til elektrolyse, svarende til en brintproduktion på 17,5 ttons, der igen teoretisk svarer til en Metanol produktion på 93 ttons. Dette tal svarer omtrent til mængden opgivet i tabel 1.
Det samlede elforbrug kan sættes til i gennemsnit 130 MW.
En produktion på 93 ttons metanol per år og et elforbrug på 130 MW er basis for den i tabel 3 herunder viste økonomiberegning
Vi finder et energiudbytte elektricitet → metanol på 45,2 %. Det højeste tal vi har fundet i litteraturen er 49%. Men dette tal omfatter hverken elforbruget til fremskaffelse af rent vand til elektrolyse eller kuldioxid. Så det er vor vurdering, at de 45,2 % ikke kan være for lavt.
Vedligeholdelsesomkostningerne er sat til 2,5% p.a. af investeringen. Måske lidt højt sat. Sættes de til 1% i stedet for 2,5%, bliver metanolprisen 19,8 kr/kg i stedet for 21,9 kr/kg.
Henholdsvis 5,9 og 6,5 gange markedsprisen for Metanol i Rotterdam!
KONKLUSION
Strømforsyningen er uegnet til drift af et kompliceret fabriksanlæg.
Skal man udnytte sit kostbare anlæg effektivt må man i perioder købe ”sort” strøm. Det går selvsagt ikke, for så vil den producerede Metanol ikke være grøn eller sustainable.
Ifølge foranstående beregning vil sustainable Metanol koste mindst 6 gange markedsprisen for sort Metanol. Dette burde gøre projektet helt uinteressant.
Resten af Verden vil næppe følge ”foregangslandet Danmark”. Og man kunne få den tanke, at det er dybt umoralsk at bruge så mange penge på så lidt.
Har CIP, Copenhagen Infrastructure Partners, opfundet en ny type forretning, der består i at opstille fine power point præsentationer om moderigtige, men urealiserbare projekter? Projekter, der er uigennemførlige, og derfor ikke kan blive ansvarspådragende?
Illustration er fra denne video: