Microbiële power-to-gas is een proces waarbij micro-organismen gebruikt worden voor de omzetting van waterstof en CO2 tot methaan. De economische haalbaarheid van het microbiële power-to-gas proces wordt voornamelijk beïnvloed door de elektriciteitsconsumptie, werkingsuren van de elektrolyse-installatie en de investeringskost van de elektrolyse-installatie.
Voor een succesvolle transitie naar een meer duurzaam energiesysteem tegen 2050 verwacht men dat hernieuwbare energie op grote schaal toegepast gaat worden. Door de introductie van deze intermitterende energiebronnen, is er meer nood aan flexibiliteit in het energiesysteem. Microbiële power-to-gas kan daar een rol in spelen door lange termijn energieopslag te voorzien via de omzetting van elektriciteit in gas. Bovendien wordt op die manier ook het gasnetwerk duurzamer. In deze studie wordt de techno-economische haalbaarheid van een microbieel power-to-gas concept nagegaan. We maken gebruik van een gevalsstudie in België waarbij anaerobe vergisting van voornamelijk GFT (groente-, fruit- en tuinafval) gecombineerd wordt met een elektrolyse-installatie. Een overzicht van het proces is weergegeven in Figuur 1.
Figuur 1. Schematische weergave van het microbieel power-to-gas proces
Voor de gevalstudie veronderstellen we dat de elektrolyse-installatie gedurende 35% van de tijd operationeel is. Voor de schatting van het percentage werd gekeken naar de Belgische onbalansprijzen en werd rekening gehouden met een marktprijs voor biomethaan van 27 euro per MWh. Wanneer we de Belgische 'day-ahead' marktprijzen in rekening brengen, zou het proces slechts 10% van de tijd operationeel zijn. Verder veronderstellen we dat al het CO2 na de upgrading van het biogas omgezet wordt in de gasomvormer tot ruw biomethaan. Door de combinatie van het laag aantal operationele uren en de hoge investeringskosten is het proces onder de gemaakte aannames duur. Bovendien is ook de elektriciteitsprijs nog hoog, voornamelijk door de bijkomende kosten voor belastingen, netwerkkosten, etc. We verwachten dat het proces interessanter zal worden wanneer meer hernieuwbare energie beschikbaar is en als gevolg het aantal operationele uren van de elektrolyse-installatie verhoogd kan worden. Bovendien verwachten we dat de investeringskosten van de elektrolyse-installatie zelf zullen dalen in de toekomst.
Om de bedrijfscase van microbiële power-to-gas te verbeteren zijn de volgende zaken belangrijk: (1) hernieuwbare energie moet gebruikt worden om te verzekeren dat de milieu-impact laag is en dat ook de elektriciteitskosten laag zijn, (2) de operationele uren van de elektrolyse-installatie moeten zo hoog mogelijk zijn, en (3) meerdere producten zouden geproduceerd moeten worden zoals waterstof, hoogwaardige chemicaliën en vloeibare brandstoffen. Het is belangrijk dat een meer diepgaande studie over de potentiële rol van het microbiële power-to-gas proces uitgevoerd wordt om de rol ervan in de verdere decarbonisatie van ons energiesysteem in kaart te brengen.
Deze studie werd uitgevoerd in het kader van het MIP2G project en kreeg financiële ondersteuning van het milieu- en energietechnologie innovatie platform (MIP) en I-Cleantech Vlaanderen. De volledige paper is gepubliceerd als ‘Van Dael, M., Kreps, S., Virag, A., Kessels, K., Remans, K., Thomas, D., De Wilde, F. (2018).Techno-economic assessment of a microbial power-to-gas plant – Case study in Belgium. Applied Energy 215, 416-425.’ Meer informatie via Dit e-mailadres wordt beveiligd tegen spambots. JavaScript dient ingeschakeld te zijn om het te bekijken..
