Förgasning av svarta pellets : En fallstudie av småskalig energiproduktion

Med klimatförändringarna ställs högre krav på användning av förnyelsebara energikällor, såsom vattenkraft, vindkraft och biobränsle. Biomassa har ett biologiskt ursprung och mycket tas från skogsindustrin eller jordbruket. En stor fördel med biomassa är att det är koldioxidneutralt. Med Sveriges väletablerade skogsindustri finns goda förutsättningar för ökad användning av biobränsle.Syftet med denna rapport är att undersöka om det går att använda så kallade svarta pellets till en småskalig energiproduktion. I fallstudien ingår en bondgård som vill producera egen energi i form av elektricitet och värme, till vilket det behövs 105 000 kWh energi per år. Huvudmålet med rapporten är att undersöka om svarta pellets kan expandera på marknaden i småskaliga produktioner. Utöver detta undersöks vilken förgasningsteknik som är mest lämpad för småskalig produktion, hur mycket svarta pellets som behövs för att få tillräckligt med energi samt om småskalig energiproduktion genom förgasning av svarta pellets är lönsamt. Detta görs genom att ta fram en massbalans där massan svarta pellets som behövs för att tillgodose bondgårdens energibehov fås fram med hjälp av programmet MATLAB.Enligt litteraturgranskningen är en motströmsförgasare bäst lämpad för småskalig produktion där direkt förbränning sker. Resultatet visar att för att täcka behovet på 105 000 kWh per år behövs ungefär 24,5 ton svarta pellets, vilket kan jämföras med förbrukningen av vanliga pellets där cirka 29,4 ton pellets skulle förbrukas. Driftskostnaden för egenproduktion genom förgasning av svarta pellets är låg jämfört med inköp av el. Det som innebär stora kostnader och gör att det idag inte skulle vara lönsamt att ha egenproduktion är de höga investeringskostnaderna vilka kommer ta många år för enskilda individer att betala av.Fortsatta arbeten som rekommenderas är bland annat en experimentell studie med testkörning av förgasningen. Då kan den faktiska verkningsgraden tas fram och de problem som kan uppstå undersökas praktiskt, varav de kan undvikas i framtiden. Eftersom svarta pellets ännu inte är kommersiella bör även en ny kostnadsanalys göras.As the climate change gets worse the demand for use of renewable energy sources such as hydropower, wind power and biofuels grows. The origin of biomass is biological and much is taken from the forest industry or the agriculture. One of the major advantages of biomass is that it is carbon neutral and the conditions for an increased use of biofuels in Sweden is good since there is a well-established forest industry.The purpose of this report is to investigate whether it is possible to use the so-called black pellets in small scale energy production. The case study includes a farm desiring to produce its own energy in terms of electricity and heat, requiring 105 000 kWh of energy per year. The main objective of this report is to find out if it is possible for black pellets to expand on the market in small scale productions. In addition to this, an analysis of which gasification technique is most suitable for small scale production, how much black pellets is required to get enough energy and if small scale energy production through gasification is profitable. This is done with a mass balance where the mass of black pellets required to meet the energy needs of the farm is obtained using a program called MATLAB.According to literature found, the countercurrent gasifier is best suited for small scale production with direct combustion. The results show that about 24,5 tonnes of black pellets are required to cover the energy need of 105 000 kWh per year, compared to the consumption of common pellets where about 29,4 tonnes of pellets would be needed. The operating costs of production through gasification of black pellets is low compared to purchasing electricity. It is the high investment costs that makes it unprofitable to use in single households today as it will take several years for individuals to pay it off.Suggestions of further work is to make an experimental study of gasification, test driving the gasifier to get the actual efficiency and examine the potential problems that might occur and how to avoid them. Since black pellets are not yet commercial, a new analysis of the cost should be made