Grønne brændstoffer og power-to-x

• Redegøre for hvilken rolle grønne brændstoffer og power-to-x kan have i et fremtidigt grønt energisystem
• Redegøre for de vigtigste grønne brændstoffer – inklusiv fordele og ulemper
• Redegøre for hvordan disse brændstoffer kan blive produceret ud fra råmaterialer såsom biomasse, CO2 og grøn elektricitet
• Redegøre for begrebet polygeneration (brændstof, elektricitet, varme, biochar, gødning, etc.) og de mulige fordele ved høj anlægsfleksibilitet
• Diskutere relevante slutanvendelser for hvert brændstof (forbrændingsmotor, gasturbine, brændselscelle eller kemisk råmateriale)
• Beregne den samlede CO2-emission for de forskellige brændstoffer inklusiv effekten af produktionsmetode og råmateriale
• Beregne energieffektiviteten af de forskellige produktionsmetoder og den samlede energieffektivitet når slutanvendelsen medtages.
• Evaluere den økonomiske performance for forskellige brændstoffer, inklusiv valg af produktionsmetode
• Designe og modellere et forsimplet produktionsanlæg ved brug af komponentbaserede termodynamiske programmer såsom Dynamic Network Analysis (DNA) eller Aspen Plus

Kurset omhandler brændstoffer (og kemikalier) såsom metanol, dimethyl ether (DME), metan, ammoniak og jet brændstof, og besvarer spørgsmål såsom: Hvad er fordelene og ulemperne ved hvert brændstof? Hvordan kan disse brændstoffer blive produceret? Hvilken slutanvendelse passer til et givent brændstof? Hvad er klimapåvirkningen, den økonomiske performance og samlede energieffektivitet ved et givent brændstof?

De primære teknologier som indgår i kurset er: termisk forgasning og pyrolyse af biomasse, elektrolyse, katalytisk syntese af brændstoffer og kemikalier, men også carbon capture and storage (CCS) til produktion af brint ud fra naturgas samt carbon capture and use (CCU).

I løbet af kurset vil du udføre et designprojekt i en gruppe om grønne brændstoffer eller power-to-x. Projektet kan fokusere på et specifikt brændstof og kan fx indeholde følgende dele: 1) en beskrivelse af brændstoffet og fordele og ulemper sammenlignet med alternative brændstoffer, 2) den potentielle rolle i et grønt energisystem, 3) mulige produktionsveje og indikativ økonomi af udvalgte produktionsveje, 4) en termodynamisk simulering af et forenklet produktionssystem eller en mere detaljeret simulering af nøgledele af et produktionssystem. Denne simulering udføres ved hjælp af et komponentbaseret termodynamisk software såsom DNA (udviklet på DTU Mekanik), eller det kommercielle software Aspen Plus.

41401/41045/41402/41416/41417, Forståelse for grundlæggende termodynamik er en fordel (fx 41401, 41045). Erfaring med termodynamisk modellering af energisystemer er en fordel (fx 41402, 41416,41417)

Forelæsninger, opgaveregning og designprojekt.