Hybridpark med vätgasproduktion - En förstudie av en hybridpark bestående av vind- och solkraft med vätgasproduktion
(2023) In ISRN LUTFD2/TFEM--23/5187--SE+(1-104) FMIM01 20222Environmental and Energy Systems Studies
- Abstract (Swedish)
- En hybridpark bestående av vind- och solkraft förbättrar vätgasproduktionens prestanda jämfört med ifall kraftslagen agerar separat och kan dela på samma infrastruktur. Detta examensarbete är en förstudie som granskar möjligheten för två vindkraftverk med en effekt på vardera 2 MW att kompletteras med en solcellspark för att bilda en hybridpark med vätgasproduktion. Förstudien undersöker dess tekniska, ekonomiska och tillståndsmässiga förutsättningar. Tre fall av vätgasproduktion granskas; 100 procent kontinuerlig produktion, 75 procent drift av produktionen med sex timmars produktionsstopp samt off-grid hybridpark med variabel produktion. De tre fallen studeras sedan utifrån dimensioneringen med endast vindkraft samt tre olika... (More)
- En hybridpark bestående av vind- och solkraft förbättrar vätgasproduktionens prestanda jämfört med ifall kraftslagen agerar separat och kan dela på samma infrastruktur. Detta examensarbete är en förstudie som granskar möjligheten för två vindkraftverk med en effekt på vardera 2 MW att kompletteras med en solcellspark för att bilda en hybridpark med vätgasproduktion. Förstudien undersöker dess tekniska, ekonomiska och tillståndsmässiga förutsättningar. Tre fall av vätgasproduktion granskas; 100 procent kontinuerlig produktion, 75 procent drift av produktionen med sex timmars produktionsstopp samt off-grid hybridpark med variabel produktion. De tre fallen studeras sedan utifrån dimensioneringen med endast vindkraft samt tre olika dimensioneringar av hybridparkskombinationer med solcellspark med 1, 2,5 och 5 MW effekt.
Den tekniska slutsatsen är att hybridparken med 5 MW solcellspark bäst når målet att i största mån kunna använda egenproducerad el till vätgasproduktionen. Största mängden vätgas produceras i fall 1 vilket är 435 kg per dygn. I fall 2 produceras 326 kg per dygn, men det har ett större elöverskott vilket kan säljas till elnätet. För fall 3 produceras 278 kg vätgas där den kan garanteras att vara helt förnybar då endast egenproducerad el används.
Den ekonomiska slutsatsen är att fall 3, där hybridparken med 5 MW solcellspark, ger bäst ekonomisk lönsamhet gällande produktionskostnad. Vidare bedöms det mer ekonomiskt gynnsamt att sälja vätgasen till industrin än att etablera en vätgastankstation.
Utfallet gällande tillstånd för solcellsparken förmodas bli antingen ett godkännande om anmälan för samråd eller ett undersökningssamråd med en liten MKB, båda enligt 12:6 MB. Vätgasproduktionen kommer att prövas för miljötillstånd enligt miljöprövningsförordningen (2013:251) och går under anmälningsplikt. Det behövs även tillstånd enligt Sevesolagen och hos den lokala Räddningstjänsten samt riskanalys och riskutredning behöver göras. Ett undersöknings- och avgränsningssamråd bör hållas samtidigt så att Länsstyrelsen kan fatta beslut kring ifall verksamheten medför betydande miljöpåverkan och ifall en MKB behöver göras. (Less) - Popular Abstract
- A hybrid power plant (HPP) existing of wind- and solar power improves the performance of the hydrogen production compared to the stand-alone alternative and can share infrastructure. This thesis views the possibility for two wind turbines with 2 MW power each to be combined with solar power to form a HPP with hydrogen production. The thesis investigates the plant’s technical, economic and permits conditions. It reviews three cases of hydrogen production; 100 percent continuous, 75 precent operation with six hours production stoppages and an off-grid HPP. The three different cases are then studied according to the dimensioning with only wind turbines and three different dimensioning for the HPP with 1, 2,5 and 5 MW solar park.
The... (More) - A hybrid power plant (HPP) existing of wind- and solar power improves the performance of the hydrogen production compared to the stand-alone alternative and can share infrastructure. This thesis views the possibility for two wind turbines with 2 MW power each to be combined with solar power to form a HPP with hydrogen production. The thesis investigates the plant’s technical, economic and permits conditions. It reviews three cases of hydrogen production; 100 percent continuous, 75 precent operation with six hours production stoppages and an off-grid HPP. The three different cases are then studied according to the dimensioning with only wind turbines and three different dimensioning for the HPP with 1, 2,5 and 5 MW solar park.
The technical conclusion is that the HPP with 5 MW solar park best meet the goal to only use self-generated electricity. For case 1 the largest amount of hydrogen is produced, 435 kg by day. In case 2 the amount of hydrogen is 326 kg, but there is more electricity available which can be sold to the grid. For case 3 the hydrogen production produces 278 kg where the hydrogen is completely renewable because it’s only use electricity from the HPP.
The economic conclusion is that case 3 with a HPP of 5 MW solar park and hydrogen production gives the best profitability considering production cost. It’s more economically favourable to sell the hydrogen to the industry than establishing a filling station.
Permits for the solar park are presumed to be either an approval for notification to consultation or a survey consultation with a small environmental impact assessment (EIA), both according to 12:6 in MB. The hydrogen production will be assessed for environmental permits according to miljöprövningsförordningen (2013:251). Permits from the Seveso law and local fire department is needed and a risk- analysis and assessment. A survey- and a delimitation consultation should be done at the same time so Länsstyrelsen can make a decision if the activity will entail significant environmental impact and if an EIA is needed. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9109390
- author
- Neckmar, Lovisa LU
- supervisor
-
- Karin Ericsson LU
- Jamil Khan LU
- organization
- alternative title
- Hybrid power plant with hydrogen production - A pilot study of a hybrid power plant consisting of wind- and solar power with hydrogen production
- course
- FMIM01 20222
- year
- 2023
- type
- H3 - Professional qualifications (4 Years - )
- subject
- keywords
- Hybridpark, solkraft, vindkraft, vätgas, elektrolys, förnybar Hybrid power plant, solar power, wind power, hydrogen, electrolysis, renewable
- publication/series
- ISRN LUTFD2/TFEM--23/5187--SE+(1-104)
- report number
- 5187
- ISSN
- 1102-3651
- language
- Swedish
- id
- 9109390
- date added to LUP
- 2023-01-31 07:45:47
- date last changed
- 2023-01-31 07:45:47
@misc{9109390,
abstract = {{En hybridpark bestående av vind- och solkraft förbättrar vätgasproduktionens prestanda jämfört med ifall kraftslagen agerar separat och kan dela på samma infrastruktur. Detta examensarbete är en förstudie som granskar möjligheten för två vindkraftverk med en effekt på vardera 2 MW att kompletteras med en solcellspark för att bilda en hybridpark med vätgasproduktion. Förstudien undersöker dess tekniska, ekonomiska och tillståndsmässiga förutsättningar. Tre fall av vätgasproduktion granskas; 100 procent kontinuerlig produktion, 75 procent drift av produktionen med sex timmars produktionsstopp samt off-grid hybridpark med variabel produktion. De tre fallen studeras sedan utifrån dimensioneringen med endast vindkraft samt tre olika dimensioneringar av hybridparkskombinationer med solcellspark med 1, 2,5 och 5 MW effekt.
Den tekniska slutsatsen är att hybridparken med 5 MW solcellspark bäst når målet att i största mån kunna använda egenproducerad el till vätgasproduktionen. Största mängden vätgas produceras i fall 1 vilket är 435 kg per dygn. I fall 2 produceras 326 kg per dygn, men det har ett större elöverskott vilket kan säljas till elnätet. För fall 3 produceras 278 kg vätgas där den kan garanteras att vara helt förnybar då endast egenproducerad el används.
Den ekonomiska slutsatsen är att fall 3, där hybridparken med 5 MW solcellspark, ger bäst ekonomisk lönsamhet gällande produktionskostnad. Vidare bedöms det mer ekonomiskt gynnsamt att sälja vätgasen till industrin än att etablera en vätgastankstation.
Utfallet gällande tillstånd för solcellsparken förmodas bli antingen ett godkännande om anmälan för samråd eller ett undersökningssamråd med en liten MKB, båda enligt 12:6 MB. Vätgasproduktionen kommer att prövas för miljötillstånd enligt miljöprövningsförordningen (2013:251) och går under anmälningsplikt. Det behövs även tillstånd enligt Sevesolagen och hos den lokala Räddningstjänsten samt riskanalys och riskutredning behöver göras. Ett undersöknings- och avgränsningssamråd bör hållas samtidigt så att Länsstyrelsen kan fatta beslut kring ifall verksamheten medför betydande miljöpåverkan och ifall en MKB behöver göras.}},
author = {{Neckmar, Lovisa}},
issn = {{1102-3651}},
language = {{swe}},
note = {{Student Paper}},
series = {{ISRN LUTFD2/TFEM--23/5187--SE+(1-104)}},
title = {{Hybridpark med vätgasproduktion - En förstudie av en hybridpark bestående av vind- och solkraft med vätgasproduktion}},
year = {{2023}},
}