Europæisk demonstration af brændselscellemikrokraftvarme

Enefield-projektet blev startet i 2012, og de første enheder installeret/opstartet i 2013. I alt er opsat lidt over 1000 enheder, hvilket også var projektets mål.
Ekspempler på de testede enheder. Foto: ene.field.eu
10 forskellige enheder afprøvet på mere end 1000 steder.
webartikel
- Jan de Wit - jdw@dgc.dk - Dansk Gasteknisk Center
- Aksel Hauge petersen - xaksh@orsted.dk - Orsted

Deltagende firmaer
Det EU-støttede Enefield-demonstrationsprojekt er netop afsluttet. De danske deltagere i dette europæiske projekt har været Ballard Power Systems a/s (tidl. Dantherm Power) , Ørsted (tidl. DONG Energy) og Danmarks Tekniske Universitet (DTU). I alt har projektet haft ca. 27 deltagere. Disse omfatter en række fabrikanter, gasfirmaer, konsulenthuse, universiteter og andre kompetencecentre. Projektet har modtaget støtte under EU’s 7. rammeprogram.

Opnåede resultater
Enefield-projektet blev startet i 2012, og de første enheder installeret/opstartet i 2013. I alt er opsat lidt over 1000 enheder, hvilket også var projektets mål. Der blev opsat i alt 603 SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) og 443 PEM (Protone Membrane Exchange Fuel Cell) brændselscellebaserede enheder i 10 lande, med hovedparten i Tyskland og Centraleuropa. I Danmark var det enheder opstillet hos Ballard/Dantherm Power, der indgik i testen. Der blev anvendt i alt 10 forskellige anlægstyper.

I tabellen er gengivet nogle af de opnåede ydelsesdata i Enefield-projektet.

Figur 1
De angivne tal er gennemsnitstal; virkningsgrader refererer til brændslets nedre brændværdi. 
 

 

 

 

 

 

 

Rådighedstallet for enheder i testen er beregnet. Rådighedstal på 99 % er opnået for både SOFC- og PEM-brændselscellebaserede enheder over (bedste) 6 måneders driftsperiode.

Ovenstående data viser forbedringer i forhold til det store danske demonstrationsprojekt (/2/) i perioden 2006 – 2014 samt i forhold til det store tyske Callux udviklings/demonstrationsprogram.  I det danske projekt afprøvedes i alt 55 mikro-KV-enheder baseret på 2 forskellige brændselscelletyper (LT-PEM og SOFC) på 2 forskellige brændsler (naturgas og brint). Det samlede driftstimetal for de danske afprøvninger i nævnte projekt nåede op over 200.000 timer (/4/).

Konklusionerne fra Enefield projekt peger i vidt omfang i samme retning som det tidligere danske demonstrations projekt. Enhederne, der er afprøvet i Enefield-projektet, er i højere grad kommercielle eller prækommercielle, end hvad der blev testet i det danske og tyske Callux projekt.

Europæiske perspektiver mv.
Enefield-projektet har med de ca. 1000 enheder ude i praktisk drift til dato været det største europæiske demonstrationsprojekt for brændselscellebaseret mikrokraftvarme. I Japan har de haft en ganske omfattende mangeårig satsning på dette område, og der er mange tusinde enheder opstillet i felten. 

I Japan er der ligeledes opsat et meget stort antal gasfyrede mikrokraftvarmeenheder baseret på små Honda udviklede gasmotorer. Også disse er i drift i stort antal.

Hvad man kom frem til
Der opnås fortsat forbedringer for pålidelighed og rådighed af de brændselscellebaserede enheder. Den største udfordring er enheds- og anskaffelsespris samt levetid for en række af de indgående komponenter i forhold til levetid for traditionelle kedler. Enhederne kræver mere plads end traditionelle gasfyrede kedler. Selve mikro-KV-enheden er fysisk lidt større end en typisk gaskedel. Opstilling vil eksempelvis typisk også kræve installation af et lokalt varmelager på eksempelvis 500 - 1000 liter for at sikre gode driftsforhold. Start og stop vil særligt for SOFC-baserede enheder påvirke elvirkningsgraden nogle procentpoint nedad, idet disse kræver betragtelig opvarmningstid, hvor der ikke produceres el. Dette ses i tabellen vedr. Enefield resultaterne og var også et tydeligt i det danske demonstrationsprojekt. Installationstiden for enhederne har typisk været 4 - 6 dage, hvilket er højere end for traditionelle kedelinstallationer, der typisk tager 2 dage.

I det EU-støttede projekt PACE (Pathway to a Competitive European Fuel Cell micro-Cogeneration Market), der netop er startet, arbejdes der videre med forsat prisreduktion og med produktforbedringer på andre områder. 

Høj anskaffelsespris betyder, at enhederne skal arbejde med høje årlige driftstimetal for at give en acceptabel tilbagebetalingstid. I Danmark er der for elnettet i højere grad brug for fleksibel produktion, der understøtter den høje andel af fluktuerende vedvarende energi (vind og sol), og der vil her næppe kunne påregnes et så højt årligt driftstimetal for mikro-KV-enheder som i mange andre europæiske lande.

Fremvisning i Danmark
Dansk Gasteknisk Center forventer i andet regi at skulle teste en eller flere brændselscellebaserede mikro-KV-enheder i laboratoriet i 2018. I den forbindelse påregnes et lille arrangement med fremvisning og drøftelse omkring sådanne enheder. Nærmere oplysninger følger på et senere tidspunkt.

Læs om 200.000 driftstimer med mikrokraftvarme