• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 57
  • 39
  • Tagged with
  • 96
  • 67
  • 63
  • 38
  • 31
  • 29
  • 26
  • 18
  • 16
  • 15
  • 15
  • 14
  • 14
  • 13
  • 13
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
41

Site suitability assessment for green hydrogen production in the Valencian Community (Spain)

Romero Boix, Alberto January 2023 (has links)
The Next Generation funds have promoted energy transition projects and specially in Spain many green hydrogen projects are being presented throughout the territory. When developing renewable hydrogen-related projects multiple parameters and inputs must be considered since the characteristics of the sites' surroundings will have a great impact in the profitability of the project.  The main objective of this master thesis is to develop a methodology which helps with the process of selecting a suitable site to deploy a green hydrogen production facility. The study is limited to the green hydrogen production through electrolysis in the Valencian Community. It starts with georeferenced data gathering of the identified parameters that may have an impact in the viability of the project such the sun, wind and water resources avaliable as well as the transportation infrastructures and main hydrogen potential consumtions. Special attention is given to the water allocation since hydrogen could be exported and with it, the water resources from the Valencian Community. Afterwards this data is processed in a geographic information system software by performing a multi-criteria weighted overlay analysis. The weight of each criteria is given following the Analytic Hierarchy Process.  Once these steps have been completed, a suitability map of the Valencian Community is obtained in which one can see the most suitable locations to deploy green hydrogen production projects based on the selected criteria. In this thesis, the sites with the highest suitability score are selected in each of the three provinces of the Valencian Community and several parameters such as the green hydrogen production potential in tons/year or the levelized cost of hydrogen (LCOH) have been calculated.  The results showed many similarities among the three locations in terms of green hydrogen production and LCOH due to its relativley close geographical situation. However, interesting findings such as the crucial need of having nearby a source of avaliable water and the key role of desalination plants have been depicted. / Next Generation-fonderna har främjat energiomställningsprojekt och särskilt i Spanien presenteras många gröna vätgasprojekt över hela territoriet. Vid utveckling av förnybara vätgasrelaterade projekt måste flera parametrar och ingångar beaktas eftersom egenskaperna hos platsernas omgivning kommer att ha stor inverkan på projektets lönsamhet.  Huvudsyftet med denna masteruppsats är att utveckla en metod som hjälper till med processen att välja en lämplig plats för att driftsätta en produktionsanläggning för grön vätgas. Studien är begränsad till grön vätgasproduktion genom elektrolys i Valencia-regionen. Den börjar med georefererad datainsamling av de identifierade parametrarna som kan ha en inverkan på projektets genomförbarhet, såsom tillgängliga sol-, vind- och vattenresurser samt transportinfrastruktur och huvudsakliga potentiella vätgasförbrukningar. Särskilt uppmärksamhet ägnas åt vattentilldelningen eftersom vätgas kan exporteras och därmed vattenresurserna från Valencia-regionen. Därefter bearbetas dessa data i ett geografiskt informationssystem genom att utföra en viktad överlagringsanalys med flera kriterier. Vikten av varje kriterium ges enligt den analytiska hierarkiprocessen.  När dessa steg har slutförts erhålls en lämplighetskarta över regionen Valencia där man kan se de lämpligaste platserna för att genomföra projekt för produktion av grön vätgas baserat på de valda kriterierna. I denna avhandling väljs de platser med högst lämplighetspoäng i var och en av de tre provinserna i Valencia-regionen och flera parametrar som den gröna vätgasproduktionspotentialen i ton/år eller den nivellerade kostnaden för vätgas (LCOH) har beräknats.  Resultaten visade många likheter mellan de tre platserna när det gäller produktion av grön vätgas och LCOH på grund av deras relativt nära geografiska läge. Det har dock gjorts intressanta upptäckter, t.ex. det avgörande behovet av att ha en tillgänglig vattenkälla i närheten och avlastningsanläggningarnas nyckelroll.
42

Optimization of Infrastructure Investment for Decarbonization of Public Buses Through Electricity and Hydrogen : The Case Study of Umeå / Optimering av infrastrukturinvesteringar för avkarbonisering av offentliga bussar genom el och vätgas : Fallstudien av Umeå

Rocha Jacob, Maria Inês January 2022 (has links)
Battery electric vehicles and fuel cell vehicles, i.e. hydrogen vehicles, are promising alternatives to internal combustion engine vehicles to reduce GHG emissions from the transport sector. EV charging and hydrogen refuelling infrastructure is crucial to the deployment of alternative fuels in transport. Although several studies have analyzed electric public buses infrastructure, fuel cell buses have not been the target of such extensive analyses. Additionally, there is a gap in the literature regarding the comparison of infrastructure for these two types of vehicles and their cost and refuelling schedule differences. The study aims to conduct a techno-economic analysis of electricity versus hydrogen refuelling infrastructure to decarbonize public buses, using renewable sources to produce renewable electricity and green hydrogen. The outcome is a proposed system design regarding the size of the refuelling station, storage system capacity, renewable energy capacity, on-site hydrogen production system size, and the optimized refuelling schedule. The system is modelled to minimize the overall system cost while maintaining the current bus service level. The impact of electricity market prices, demand charges and varying bus energy demand in the optimal system configuration and schedule is also addressed. Scenarios are developed to study different levels of new installed renewable capacity integration and how these affect the cost, bus refuelling schedules and infrastructure design. The mixed-integer linear programming problem was modelled using Python. The model is applied to the case study of one bus line in Umeå. One terminal station was chosen to place the refuelling stations. The results show that the most economical option is electrifying the line with electricity supply only from the grid. For scenarios with additional renewable energy capacity installed, the option with 50% integration of new installed capacity is the most economically viable. In both these cases, there is no installation of BESS at the charging station. Electric buses infrastructure is cheaper than hydrogen infrastructure in all scenarios, but these values converge as renewable energy integration increases. For hydrogen infrastructure, the scenario with 50% renewable energy integration is the least costly. Although electric bus infrastructure is more economical than hydrogen infrastructure, hydrogen buses present advantages in terms of significantly higher range and thus higher flexibility for refuelling. Therefore, in the decision-making process to replace a fossil fuel bus line with an alternative fuel bus line, one must consider the multi-dimensional level of the different options. / Batterielektriska fordon och bränslecellsfordon, dvs. vätgasfordon, är lovande alternativ till fordon med förbränningsmotorer för att minska växthusgasutsläppen från transportsektorn. Infrastruktur för laddning av elfordon och tankning av vätgas är avgörande för att alternativa bränslen ska kunna användas inom transportsektorn. Även om flera studier har analyserat infrastrukturen för offentliga elbussar har bränslecellsbussar inte varit föremål för sådana omfattande analyser. Dessutom finns det en lucka i litteraturen när det gäller jämförelsen av infrastruktur för dessa två typer av fordon och deras skillnader i fråga om kostnader och tankningsschema. Syftet med studien är att genomföra en teknisk-ekonomisk analys av infrastruktur för tankning av el respektive vätgas för att avkarbonisera offentliga bussar, med hjälp av förnybara källor för att producera förnybar el och grön vätgas. Resultatet är ett förslag till systemutformning med avseende på tankstationens storlek, lagringssystemets kapacitet, kapaciteten för förnybar energi, storleken på systemet för vätgasproduktion på plats och det optimerade tankningsschemat. Systemet modelleras för att minimera den totala systemkostnaden samtidigt som den nuvarande service nivån förbussarna bibehålls. Effekten av elmarknadspriser, efterfrågeavgifter och varierande energiefterfrågan från bussarna på den optimala systemkonfigurationen och schemat behandlas också. Scenarier utvecklas för att studera olika nivåer av nyinstallerad förnybar kapacitet och hur  dessa påverkar kostnaden, bussarnas tankningsscheman och infrastrukturens utformning. Det linjära programmeringsproblemet med blandade heltal modellerades med hjälp av Python. Modellen tillämpas på fallstudien av en busslinje i Umeå. En ändstation valdes ut för att placera tankstationerna. Resultaten visar att det mest ekonomiska alternativet är att elektrifiera linjen med elförsörjning endast från nätet. För scenarier med ytterligare installerad kapacitet för förnybar energi är alternativet med 50 % integrering av ny installerad kapacitet det mest ekonomiskt lönsamma. I båda dessa fall finns det ingen installation av BESS vid laddningsstationen. Infrastrukturen för elbussar är billigare än infrastrukturen för vätgas i alla scenarier, men dessa värden närmar sig varandra när integrationen av förnybar energi ökar. När det gäller vätgasinfrastruktur är scenariot med 50 % integrering av förnybar energi det minst kostsamma. Även om infrastrukturen för elbussar är billigare än infrastrukturen för vätgasbussar har vätgasbussar fördelar i form av betydligt större räckvidd och därmed större flexibilitet när det gäller tankning. I beslutsprocessen för att ersätta en busslinje med fossila bränslen med en busslinje med alternativa bränslen måste man därför ta hänsyn till de olika alternativens flerdimensionella nivå.
43

Bränsleceller i taktisk enhet / Fuel cells in military units

Ohlson, Jan January 2010 (has links)
Inom Försvarsmakten används motordrivna generatorer för att förse många förbandsenheter med elektricitet. Dagens bullriga och vibrerande elverk är idag möjliga att ersätta med tystare bränsleceller. På köpet erhålls en bättre ergonomi för alla som arbetar i hytter som strömförsörjs av elverk. I rapporten redovisas funktionen för olika typer av bränsleceller, vilka bränslen de använder sig av och hur dessa kan transporteras. Dessutom redovisas hur två elverk används och vilka förbättringar som kan åstadkommas vid byte till bränsleceller. Slutligen analyseras den militära nyttan med ett byte. / In the Armed Forces many units are provided with electricity from generators. It is now possible to replace noisy and vibrating generators used today with more quiet fuel cells. As a bonus, we obtain better ergonomics for those working in units powered by generators. This report describes the function of different types of fuel cells, what fuels they use and how they can be transported. Furthermore it shows how two generators are used and what improvements can be achieved when switching to fuel cells. Finally the military benefit of retrofitting is analyzed.
44

SJÄLVFÖRSÖRJANDE BYGGNADER : En studie om lönsamheten av energiförsörjning med solceller i kombination med vätgasbränsleceller / SELF SUSTAINED BUILDINGS : A study about profitability of energy supply by EV-panels combined with hydrogen fuel cells

Karlsson, Patrik, Eriksson, Kim January 2018 (has links)
Syfte: Dagens samhälle blir mer och mer energimedvetet och regeringen sätter upp riktlinjer för bland annat byggsektorn i form av nya regler från Boverket. Ett av den svenska regeringens mål för klimat- och energipolitiken är att till år 2020 minska klimatutsläppen med 40 % och energianvändningen ska vara 20 % effektivare än i dagsläget. Ett led i detta är att bygga byggnader som är mer energieffektiva eller till och med tillverkar sin egen energi. Byggbranschen i Sverige står i dagsläget för cirka 40 % av koldioxidutsläppen, majoriteten av utsläppen sker vid producering av energi som tillförs byggnaderna under brukningsskedet. Målet för arbetet är att granska lönsamheten hos off-grid-förskolor i en mindre kommun i Mellansverige ur ett ekonomiskt perspektiv. Metod: Arbetet är en fallstudie som undersöker projektering av förskolor som planerar byggas i en mindre kommun i Mellansverige. Förskolan ska vara självförsörjande på energi genom att ha solceller på taket tillsammans med vätgasbränsleceller. Med det systemet ska hela byggnadens energibehov kunna tillgodoses. Intervjuer genomförs med de aktörer som ska bygga förskolan, både från beställarsidan och utförarsidan. Dokumentanalys av bygghandlingar används för att göra en LCC-analys som jämför den planerade energikällan mot bergvärme och passivhus. Resultat: Det är inte ekonomiskt lönsamt att använda vätgasbränslecell med solceller som energikälla. LCC-analysen indikerar att det inte är lönsamt att investera i vätgasbränsleceller som energikälla eftersom initialkostnaden är så hög att den inte går att ta igen ekonomiskt under byggnadens livstid jämfört med de andra två alternativ som undersökts. Formfaktorn är bra men det finns utrymme för förbättringar främst i minskad fönsterarea och en mer kvadratisk byggnad som leder till minskad väggarea och därmed lägre byggpris. Både LCC-analysen och intervjuerna indikerar att vätgasbränsleceller är en dyr teknik i dagsläget. Det behövs fler satsningar från politiskt håll för att få igång debatt om bränsleceller och skapa förutsättningar för att företag och privatpersoner ska kunna satsa på tekniken. Det kan dock vara lönsamt för en kommun på andra sätt, till exempel genom att ny industri och fler jobb lockas till kommunen. Konsekvenser: Slutsatsen är att det i dagsläget inte verkar vara lönsamt med vätgasbränslecell som energikälla. Ämnet behöver studeras i större perspektiv där den nya industrin som genereras av kommunens satsning på vätgasbränsleceller tas i beaktning. Begränsningar: Studien utgår från det planerade projektet i Mariestads kommun och har inte jämförts med några andra liknande projekt. Studien tittar på initial- och driftkostnader och tar inte med miljöaspekten i värderingen om lönsamhet. / Purpose: Today’s society is becoming more and more energy conscious and the government sets guidelines for, inter alia, the construction sector in the form of new regulations by the Boverket. One of the Swedish government´s goals for climate and energy policy is to reduce climate emissions by 40% and 20% more efficient energy use than now. A part of this is to build buildings that are more energy efficient or even produce their own energy. The construction industry is Sweden currently accounts for about 40% of the carbon dioxide emissons, the majority of emissions occur in the production of energy supplied to buildings during the use phase. The aim of the work is to review the profitability of off-grid preschools in a small municipality in central Sweden from an economic perspective. Method: This study is a case study that investigates the planned project of kindergartens in a smaller municipality in mid-Sweden. The kindergarten is supposed to be off-grid, self-sustained, in energy using photo voltaic cells on the roof together with hydrogen fuel cells. With this system the entire energy need of the building will be provided. Interviews are performed with participants of the project, both client and contractor. A document analysis is used to make an LCC analysis that compares the intended energy source with a geothermal one and zero energy building. Findings: It is not economically profitable to use hydrogen fuel cell in conjunction with photo voltaic cells as an energy source. The LCC analysis indicates that it is not profitable to invest in hydrogen fuel cells as an energy source since the initial cost is so high that it can´t be recouped within the life span of the building compared to the two other options investigated. The form factor is good but there is room for improvements especially in cut window area and a square shaped building that leads to smaller wall area and therefore less expensive building. Both the LCC analysis and the interviews indicate that hydrogen fuel cells as of today is an expensive technique. More political engagement is required to start debate about fuel cells and to create conditions for companies and individuals to be able to invest in the technique. It can however be profitable for a municipality in other ways, i.e. new industries and more jobs in the municipality. Implications: The conclusion is that it is not economically profitable to use hydrogen fuel cells as an energy source. The subject needs to be studied in a greater context considering the new industries generated by the municipality’s investment in hydrogen fuel cells. Limitations: The study generates from the planned project in Mariestads municipality and has not compared with other similar projects. The study investigates initial costs and maintenance costs and does not consider the environmental aspect in profitability.
45

Ekonomiska förutsättningar för vätgasproduktion som stöd till vindkraft

Nilsson, Henrik, Larsson, Christoffer January 2020 (has links)
Världen står inför utmaningen att minska sin klimatpåverkan som till en del beror på utsläpp av växthusgaser såsom koldioxid. Detta samtidigt som behovet av energi spås öka markant. Förnybara källor, företrädesvis vind- och solkraft, spås öka sin andel av den globala energiförsörjningen. Förnybar elkraftgenerering är dock inte oproblematisk då produktionen är svår att förutspå. När solen lyser eller vinden blåser sammanfaller dessutom inte alltid med när behovet av elektricitet finns vilket skapar stabilitetsproblem i elnätet. Att lagra energi för att sedan kunna återföra är ett sätt att både lösa stabilitetsproblem i elnätet och säkerställa att energi finns när den behövs. I den här studien undersöks möjligheten att, med el från vindkraft, genom elektrolys framställa vätgas som sedan lagras för att senare återföras som el via bränslecell eller säljas som råvara. Avsikten är att motverka negativa ekonomiska konsekvenser vid försäljning av intermittent vindkraft. I studien används modeller som gör simuleringar utifrån historiska data för 2019 från en vindpark. Detta för att undersöka om regleravgifter vid prognosavvikelser går att undvika eller delvis motverka samt om det går att flytta elproduktion i tid med en vätgasanläggning för att förbättra det ekonomiska utfallet för en vindkraftsproducent. Resultaten visar att detta i dagsläget inte är lönsamt utifrån de antaganden som gjorts. Detta främst för att alltför få drifttimmar uppnås i båda fallen. Studien visar att det dock kan vara lönsamt om syftet är att producera vätgas istället för att vara ett stöd för en vindkraftsproducent. / The world faces the challenge of reducing the emissions of greenhouse gases in order to mitigate climate change. At the same time, global energy demand is predicted to increase significantly. Renewable power generation like wind and solar power are believed to dominate the increase of needed power generation. These renewables power sources do not come without problems. Power fluctuations, due to their variable production causes grid stability problems and does not necessarily correspond to the demand for energy. Energy storage is a possible solution for both grid stability as well as for non-corresponding production/demand situations. This study investigates the feasability of hydrogen production by water electrolysis with electricity from a wind park. The produced hydrogen could either be sold or stored and used in a fuel cell to generate electricity at a later point in time. The aim is to mitigate negative economic consequenses from selling intermittent wind power. In the study simulations are made with historic data from 2019 from a wind park. Two models were created to investigate if imbalance costs due to forecast errors could be avoided or partially avioded and to investigate the possibility to move production of electricity in time and avoid unfavourable spot market prices. This in order to enhance the finacial results. The results from the study shows that at the present moment this is not a profitable approach with the assumptions made. The foremost reason for this is that too few system operating hours is obtained in each case. However, the results also shows that if the objective shifts from supporting wind power to producing hydrogen, the outcome could be profitable.
46

Konceptstudie e-metanol i Norra Sverige / Concept study e-methanol in Northern Sweden

Sahlén, Ronja January 2022 (has links)
Användandet av fossila bränslen som energikälla leder till stora utsläpp av växthusgaser och klimatförändringar, vilket börjar bli ett hot som växer sig större för varje år. Genom att använda e-bränslen kan man ersätta fossila bränslen, minska utsläppen av växthusgaser och lyckas uppnå klimatmålen. Examensarbetet specialiserade sig på produktion av e-metanol som är en slutprodukt av e-bränslen. Syftet var att undersöka förutsättningarna för ett ekonomiskt, tekniskt och säkerhetsmässigt hållbart Power-to-X koncept i form av en e-metanolanläggning i Norra Sverige. Detta gjordes genom att ta fram mass- och energibalans för metanolproduktion, dimensionera och genomföra en ekonomisk analys för en e-metanolanläggning. För dimensionering undersöktes metanolbehovet och vad nuvarande konventionella metanolanläggningar producerar. En teknisk kartläggning av e-metanolproduktion och olika elektrolys-tekniker utfördes, för att uppskatta en genomförbar storlek av e-metanolanläggning i Norra Sverige. För examensarbetet utfördes inte en teknisk kartläggning för koldioxidavskiljning, CO2-råvaran valdes att köpas in som en driftskostnad. Ett förenklat flödesschema togs fram med vald PEM-elektrolysteknik och direkt CO2-hydrering baserad på liknande studier inom metanolproduktion. För ekonomiska analysen utvärderades anläggningens totala kapitalinvesteringskostnad och driftskostnad för metanolproduktion och elektrolysör separat. Kostnaden för utrustningen inom metanolproduktionen togs från studier med ett liknande flödesschema. Utrustningen som beaktades var kompressorer, värmeväxlare, reaktor, separator och destillation. Efterfrågan på förnybar metanol i Sverige och resten av världen är stor och förväntas fortsätta att öka, för att användas i flera tusentals vardagsprodukter, inklusive plast, färg, kosmetiska och bränslen. För e-metanolanläggningen krävs det stora mängder el och vatten till elektrolysören och koldioxid för metanolproduktionen. En e-metanolanläggning med 500 kton/år i kapacitet, anses vara fullt genomförbar att realisera i Norra Sverige. Tekniken finns för att kunna skapa den mängd CO2 och H2 som anläggningen kräver. Största svårigheten är att få råvarorna, CO2 och H2, till en rimlig kostnad och kapital för att bygga anläggningen. Vidare är det osäkert ifall det finns tillräckligt med förnybar CO2 från netto CO2-neutrala källor i Norra Sverige. Den totala kapitalkostnaden för denna storlek uppskattades till 1,61 miljarder SEK fördelat på tre konstruktionsår, vilket till största del bestod av kostnaden för elektrolysören med 72 %. Den totala driftskostnaden uppskattades till 1,74 miljarder SEK per år, vilket till största del bestod av kostnaden för elektriciteten med 72 %, där majoriteten gick till elektrolysören. Priset på CO2 har en stor inverkan beroende på val av källa och teknik för koldioxidavskiljning. Dessa kostnader är en uppskattning och kan vara högre för ett verkligt fall, när skatter, plats etc. tas i hänsyn och när elprisets variation är medräknat. E-metanol kan bli konkurrenskraftig med fossil metanol om kostnaden för elektrolysören och elpriset, skulle minska avsevärt och ifall det finns tillräckligt med förnybar CO2 tillgängligt.
47

The future of hydrogen in Region Uppsala : A case study of an electrolyseras a node in the district heating network

Munters, Fredrik, Stenhammar, Lovisa, Vilma, Grehn January 2021 (has links)
This report aims to analyse how an electrolyser would benefit Region Uppsala in the transition to a more sustainable society and where it would be most beneficial to place it. The studied locations for placement werein Uppsala, Storvreta andKnivsta. The possibilities of how the residual products oxygen and residual heat could be utilized from the electrolysis process is investigated. The economic calculation includes incomes and expenses of all components in the electrolysis process on a yearly basis and on a 15-years period. The climate calculation includes the reduction of CO2-equivalent emissions when using the waste heat from the electrolyser into the district heating network. Since Uppsala got the bus storage in Kungsängen which makes it possible to utilize the hydrogen, the solar park which makes the electricity cheaper and a district heating network that can utilize the residual heat, it seems like Uppsala is the most beneficial place to build a hydrogen fuel station.
48

The Transition Towards Hydrogen as a Sustainable Fuel : Exploring the Organizational Field of Hydrogen Mobility in Sweden

Fabricio de Barros, Viktor, Sandberg, William January 2021 (has links)
The overall goal with this master’s thesis is to describe the institutionalization process of the organizational field of Hydrogen Refuelling Stations (HRS) with green hydrogen produced via electrolysis for the heavy-duty truck sector in Sweden. Hydrogen mobility is a recent technology, which makes its organizational field formation and development processes interesting to examine. As society is becoming more concerned about sustainable transitions from fossil-based fuels to renewable carbon-free sources of fuels, it was deemed relevant to make a thesis regarding the topic. We recognized that there was a need to further investigate the institutional process of an organizational field that may not yet be established and working with recent technologies. By studying an organizational field in its early phases, one might be able to get a deeper understanding of the underlying processes behind the formation and development of an organizational field. As the purpose of this study was to get a deeper understanding of the institutionalization process of HRS infrastructure for fuel cell heavy duty trucks in Sweden, interviews with people from the organizational field were made.As little was known about the given organizational field, stakeholder theory was used toidentify the four stakeholder groups of Customers, Suppliers, Interest Groups and Governmentwere selected in order to understand the roles different stakeholders play in the formation and development processes of organizational fields. In addition, some external trigger events from institutionalization theory were added which were “technical discontinuities” and “shocks”that likely sparks change will be further explaining factors. Furthermore, the commitment-trust theory is utilized to understand activities in cross-organizational projects that build commitment and trust that in turn strengthens the legitimacy of the collaboration. By combining these additional theories with institutional theory, we expect to contribute to the understanding of field formation and development. An analysis was made, comparing our empirical findings with literature from the theoretical framework. From that it was possible to conclude that the selected organizational field is currently in the first stage of the new institutionalization process and hold a discussion of trigger events and the role the different stakeholder currently inhabits and if there is more to be done from each stakeholder in the future. We are also establishing which actions the stakeholders commonly take when it comes to build commitment and trust in cross organizational projects. Lastly, recommendations and practical/theoretical contributions are provided.
49

Integration of Hydrogen Production via Water Electrolysis at a CHP Plant : A feasibility study

Ottosson, Anton January 2021 (has links)
Hydrogen gas (H2), that is not produced from fossil oil or natural gas, is expected to become a cornerstone in the energy transition strategy in Europe. The recent years, technological and economic advances in the electrolyzer area, along with political and corporate support, have put H2 at the forefront of many countries’ climate change agenda. Consequently, green H2 is poised to play a large role in the coming energy transition to combat climate change. The possible advantages of integrating H2 production with a combined heat and power plant, or CHP, is investigated in this study. More precisely, the water electrolysis is carried out based on the purified flue gas condensate water and excess heat is recovered as district heating. A comparison of today’s three most common electrolyzer technologies was made, where Proton Exchange Membrane, or PEM, technology was chosen for this project, mainly for its high purity of H2 gas, robust construction, and the ability to run it as a fuel cell. Based on a mass and energy balance, a model including the integration of a PEM with a generic CHP plant was developed. The model was made modifiable, making it possible to change governing parameters, to be able to investigate different possible scenarios. Production flows, losses and other relevant data was calculated from the model. Operational data for the PEM electrolyzer were collected from several manufacturers where a mean value of the data was used as a base-case for the calculations. Based on literature and consulting experts, several assumptions were made, for example the selling price of H2 and the price for electricity. From the base-case were two cases made: a linear and non-linear case. The linear case uses the same input data each year for 20 years, while the non-linear case uses a changing input data each year for 20 years. Calculations were based on an electrolyzer size of 1,4 MW, where auxiliary equipment consumed additional 0,04 MW, resulting in a total energy consumption of 1,44 MW. An operational temperature of 80°C was assumed along with an operational pressure of 5 and 30 bar for the anode and cathode respectively. This resulted in an H2 production flow of 26 kg/h, a process water requirement of 0,2 m3/h, and a possible heat recovery amount of 0,34 MWh with a relevant temperature for the use in district heating. The study shows that the condensate-water at E.ON could provide for ~4000 hours of operation in the wintertime. To enable full operation all year around, a purchase of tap water would be necessary. The economical calculations resulted in an H2 production cost of 53 SEK/kg for the linear case and 58 SEK/kg for the non-linear case. The linear case showed a positive internal rate of return, or IRR, of 1,7%, while the non-linear case resulted in IRR < -25%. A sensitive analysis was made to examine governing parameters. The results of the sensitivity analysis showed that the largest driving variables, that significantly affect the IRR, are the price for electricity and the selling price for H2. The largest OPEX cost was found to be the price of electricity. The results showed that it is feasible to produce H2 at E.ON Örebro in a resource efficient way under certain circumstances, correlated to the electricity and H2 market. With a low electricity price and a selling price of ~50 SEK/kg for H2, good profitability is expected.  It is also clear that future work should focus the areas of O2 usage, infrastructure, and market investigation for a more definitive conclusion.
50

Evaluation of real drive data of a refuse fuel cell truck / Utvärdering av verkliga kördata för en sopbil med bränslecell

Eurén, Hampus January 2023 (has links)
Ett konsortium bestående av Scania, JOAB, Powercell, KTH och Renova samarbetade för att designa och konstruera en bränslecellsdriven sopbil inom ett FFI-finansierade projekt. Sopbilen har sedan dess varit i drift i Göteborg från 2020 till 2023, med en vätgasinfrastruktur bestående av en tankstation vid tidpunkten för detta arbete. Under den tiden har bränslecellen genomgått kör- och stillastående tester. Verkliga kördata på sopbilens system och bränslecell registrerades. Databaserna var osynkroniserade i tid och därför krävdes datasynkronisering. Detta examensarbete inleddes med huvudsyftet att utveckla ett accelererat åldringstest för bränslecellen baserat på denna applikation. Ett ytterligare syfte var att utvärdera bränslecellens åldrande. På grund av de tillgängliga variablerna baserades bränslecellens åldrande på försämring av elektrisk effekt vid konstanta temperaturer och strömmar. En testcykel (eller effekt-cykel) baserad på testkörningen av sopbilen utvecklades istället. Genom att använda den etablerade metoden "k-means clustering" på bränslecellens effekt-cykler skapades en testcykel som var representativ för sopbils-körning från 2020 till 2023. Testcykeln validerades baserat på ett statistiskt kriterium, verifiering och ytterligare arbete krävs dock. Efter 141,80 timmars bränslecellsdrift kunde ingen åldring identifieras. Mer data från sopbilen behövs och faktumet att ytterligare en vätgastankstation kommer att installeras under 2023 i Göteborg innebär att sopbilens körmönster kan förändras. Resultaten från denna avhandling lägger dock grunden för framtida forskning och erbjuder ett tillvägagångssätt för att studera den bränslecellsdrivna sopbilen. / A consortium consisting of Scania, JOAB, Powercell Sweden AB, KTH, and Renova collaborated to design and engineer a fuel cell-powered refuse truck within a FFI-funded project. The refuse truck has been operational in Gothenburg since 2020, with a hydrogen gas infrastructure of one refuelling station at the time of this work. From 2020 to 2023, the fuel cell has gone through driving and standing still tests. Real drive data on the truck's system and fuel cell was recorded. The databases were unsynchronised in time, hence data synchronisation was required.  This thesis began with the main aim of developing an accelerated stress test for the fuel cell based on this application. Additionally, the aim was to evaluate the ageing of the fuel cell. Due to the available variables, fuel cell ageing was based on deterioration of fuel cell powers at constant temperatures and currents.  A test cycle (or power cycle) based on refuse truck test driving was developed instead. By utilising the established “k-means clustering” method on fuel cell power cycles, a test cycle representative of the truck operation from 2020 to 2023 was made. The test cycle was validated based on a statistical criterion, although verification and further work are required. After 141.80 hours of fuel cell power requests no ageing could be identified. More data from refuse truck operation is needed, also considering that an additional hydrogen refuelling station will be put in place in 2023 in Gothenburg, hence the drive pattern might vary. In this context, however, the results from this thesis lay the foundation for future research and offer an approach to study the fuel cell truck.

Page generated in 0.4264 seconds