Energi-, Forsynings- og Klimaudvalget 2015-16
EFK Alm.del
Offentligt
1560122_0001.png
N O T AT
20. oktober 2015
Ref. mni
Center for Forsyning
Notat om metanisering
Indhold
1 Hvad er metanisering af biogas?......................................................................................... 1
2
Fremtidige perspektiver for metanisering ........................................................................... 1
2.1
2.2
3
4
Erstatning for naturgas i fremtidens energisystem ...................................................... 1
Udnyttelse af billig el ................................................................................................. 2
Energiregnskab og CO
2
-effekt ved metanisering i dag ...................................................... 2
Metanisering set i forhold til biogas ................................................................................... 4
1 Hvad er metanisering af biogas?
Ved metanisering af biogas forstås en proces, hvor biogassens indhold af CO
2
omdannes til
metan ved reaktion med brint. Brinten kan produceres af el, ved elektrolyse.
Ved metaniseringen opnår biogassen naturgaskvalitet, og vil kunne anvendes i stedet for na-
turgas. Nettoresultatet af metaniseringen er således, at el omdannes til metan af naturgaskvali-
tet, der vil kunne fortrænge fossil naturgas.
I modsætning til produktion af biogas giver produktion af metan ved hjælp af el ikke en ekstra
mængde vedvarende energi, idet der ved metaniseringen blot er tale om, at én energiform (el)
omdannes til en anden (gas).
2 Fremtidige perspektiver for metanisering
Selv om brug af el til at producere metan ikke i sig selv giver mere vedvarende energi, kan det
alligevel på sigt være hensigtsmæssigt at bruge en del af elektriciteten til at fortrænge fossil
naturgas, når det er ambitionen, at Danmark på sigt skal være uafhængig af fossile brændsler
og netto producere vedvarende energi svarende til det danske energiforbrug
2.1 Erstatning for naturgas i fremtidens energisystem
I et fremtidigt dansk energisystem, som er uafhængigt af fossile brændsler, kan der være be-
hov for VE-gasser til erstatning af naturgas. Det anslås, at der potentielt vil kunne produceres
ca. 40 PJ biogas om året. Hvis der er brug for gas herudover, vil fremstilling af metan ved me-
tanisering af CO
2
kunne komme på tale.
Side 1
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 9: Spm. om kommentar til supplerende materiale af 9/10-15 fra GreenLab Skive om biogas, til energi-, forsynings- og klimaministeren
1560122_0002.png
Behovet for at anvende gas fra metanisering afhænger af, hvordan det fremtidige energisy-
stem opbygges. Metanen kan være relevant at anvende i transportsektoren, i visse dele af in-
dustrien samt i elforsyningen, afhængigt af, hvilke andre elproducerende anlæg, der er til rå-
dighed..
2.2 Udnyttelse af billig el
Produktion af brint kan være en mulighed for at udnytte elektriciteten i perioder, hvor en stor
produktion fra vindmøller og solceller resulterer i en lav markedspris. Den producerede brint
kan udnyttes efterfølgende til produktion af metan gennem metanisering af CO
2
.
3 Energiregnskab og CO
2
-effekt ved metanisering i dag
Virkningsgraden ved metanisering (dvs. omdannelse af el til metan) er i dag ca. 55-60%. Der
dannes herudover ca. 25% udnyttelig spildvarme, mens de resterende 15-20% er tab.
100%
el
Metani-
sering
15-20% tab
55-60%
metan
25%
spildvarme
Figur 1 – Energibalance ved metanisering
CO
2
-effekten ved metanisering afhænger af, hvilket brændsel den producerede metangas er-
statter, samt hvor stor en CO
2
-udledning der har været ved produktion af den el, der anvendes
til metaniseringen. Hvis metangassen erstatter fossil naturgas, og hvis der udelukkende an-
vendes VE-el til metaniseringen, reduceres CO
2
-udledningen samlet set med ca. 120 kg CO
2
pr. MWh el, der bruges til metanisering. Hvis det herudover antages, at spildvarmen fra pro-
cessen kan erstatte naturgas, kan CO
2
-udledningen reduceres med ca. 170 kg CO
2
pr. MWh
el, der bruges til metanisering.
Figur 2a viser netto-CO
2
-udledningen ved brug af metaniseringsgas i stedet for fossil natur-
gas, som funktion af CO
2
-udledningen ved elproduktionen. Det ses af figuren, at der er en net-
to øget CO
2
-udledning forbundet med metaniseringen, hvis CO
2
-udledningen ved elprodukti-
onen overstiger ca. 120 kg CO
2
pr. MWh el. Til sammenligning var den gennemsnitlige CO
2
-
udledning ved elproduktion 288 kg CO
2
pr. MWh el i 2014, jf. Energinet.dk’s miljødeklarati-
on, og metanisering ville således give en øget CO
2
-udledning, hvis den var produceret med
2014-gennemsnitsel.
Side 2
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 9: Spm. om kommentar til supplerende materiale af 9/10-15 fra GreenLab Skive om biogas, til energi-, forsynings- og klimaministeren
1560122_0003.png
Netto CO
2
-udledning ved metanisering i stedet
for brug af naturgas -
som funktion af CO
2
-indhold i el
Netto udledning i kg CO
2
pr. MWh elforbrug
400
200
0
-200
-400
-600
0
100
200
300
400
500
600
700
800
Miljødekla-
ration 2014
Kul-
kondens
Metanisering i
stedet for brug
af naturgas
600
CO
2
-indhold i el i kg/MWh
Fig. 2a – Netto CO
2
-udledning ved brug af metaniseringsgas i stedet for naturgas.
Selv hvis metaniseringen har en positiv effekt på CO
2
-udledningen, kan der være andre an-
vendelser af elektriciteten, der giver en større CO
2
-reduktion. Figur 2b viser 3 eksempler på
CO
2
-effekten ved andre anvendelser af el, nemlig til elvarme (i stedet for naturgas-varme), til
elvarmepumpe (i stedet for naturgas-varme) og til elbil (i stedet for benzinbil). Det ses af figu-
ren, at alle disse 3 eksempler giver en større reduktion i CO
2
-udledningen end metanisering,
pr. MWh forbrugt el.
Eksempler på netto CO
2
-udledning ved brug af el i
stedet for naturgas mm -
som funktion af CO
2
-indhold i el
Netto udledning i kg CO
2
pr. MWh elforbrug
400
200
0
-200
-400
-600
0
100
Miljødekla-
ration 2014
600
Kul-
kondens
Metanisering i
stedet for brug af
naturgas
Elvarme i stedet
for naturgas-
varme
El-varmepumpe i
stedet for
naturgas-varme
Elbil i stedet for
benzinbil
200
300
400
500
600
700
800
CO
2
-indhold i el i kg/MWh
Fig. 2b – Eksempler på netto CO
2
-udledning ved brug af el i stedet for naturgas og benzin til
forskellige anvendelser.
Side 3
 EFK, Alm.del - 2015-16 - Endeligt svar på spørgsmål 9: Spm. om kommentar til supplerende materiale af 9/10-15 fra GreenLab Skive om biogas, til energi-, forsynings- og klimaministeren
Data for 2014 indikerer, at hvis elforbruget til metanisering begrænses til de ca. 20 % af årets
timer, hvor elprisen har været lavest, vil elforbruget altovervejende være CO
2
-frit. De ca. 20
% af årets timer svarer til ca. 1600 timer pr. år, og markedsprisen på el har i disse timer været
under ca. 19 øre/kWh. De anførte tal kan ændre sig væsentligt fra år til år.
4 Metanisering set i forhold til biogas
Produktion og forbrug af biogas giver en række fordele for det danske energisystem og for ud-
ledningen af drivhusgasser. Fordelene kan sammenfattes således:
1. Biogas vil i udgangspunktet fortrænge brug af (fossil) naturgas, og dermed reducere
udledningen af CO
2
.
2. Produktionen af biogas reducerer landbrugets udledning af metan fra gylle.
3. Ved produktionen af biogas udnyttes en energiressource, gylle, der ellers ikke ville
blive udnyttet til energiformål.
Produktion og forbrug af metaniseringsgas kan til sammenligning karakteriseres således:
1. Metaniseringsgas vil i udgangspunktet fortrænge brug af (fossil) naturgas, og dermed
reducere udledningen af CO
2
.
2. Ved metaniseringsprocessen udnyttes brint fremstillet af el, der alternativt ville kunne
udnyttes til andre energiformål. Denne alternative anvendelse ville også kunne for-
trænge CO
2
.
3. Metanisering kan give anledning til en ekstra udledning af CO
2
, hvis der er udledt CO
2
ved produktionen af den el, der anvendes til metaniseringen.
CO
2
-regnskabet ved metanisering er således meget følsomt både over for alternative anven-
delser af den el, der bruges i metaniseringsprocessen og over for eventuel CO
2
-udledning i
forbindelse med elproduktionen, som det også fremgår af afsnit 3. Dette understøtter vurde-
ringen af, at metanisering primært får sin berettigelse på langt sigt, når elproduktionen i vidt
omfang er baseret på vedvarende energikilder, og når en stor elproduktion fra vindmøller og
evt. solceller betyder, at der kommer mange timer med overskydende elproduktion.
Side 4