With the increase of global emissions and the development of renewable energy, the application of more clean energy to industrial emission reduction has become an increasingly important topic. In metal production, a large amount of carbon dioxide is generated due to the wide application of carbon. Thus, using hydrogen instead of carbon to achieve industrial decarbonization is a way to reduce emissions. Four modes for supplying hydrogen to Höganäs AB and Boliden AB are analyzed and investigated in this work. The four modes are i) on-site hydrogen production. ii) Blending hydrogen into natural gas pipelines.iii) Hydrogen pipeline delivery. iv) Liquid hydrogen truck. These modes are compared in different aspects,such as cost and CO2 emission. To model different modes, some data are assumed, and some are obtained from external sources. All modes need to meet each company’s hydrogen demand, which is estimated at 2000 kg per day. Furthermore, the costs of modes are operated and calculated in Python. One step further, the emissions of each mode are simulated and compared in Matlab. Finally, the most cost-effective and low emission mode for each company can be devised. The results show that the most cost-effective mode for Höganäs AB and Boliden AB is on-site hydrogenproduction. The full load hour is 10 hours per day to meet the hydrogen demand of companies. The cost is proportional to the full load hour and hydrogen mass flow, but inversely proportional to electricity price. The lowest cost, which is 4.07 €/kg, occurs at maximal full load hours and lowest electricity price. The pipeline delivery options are the lowest-emissions options, but the entire mode has high emissions due to the hydrogen production from the site plant. The liquid hydrogen truck is feasible for long-distance delivery. / Med ökningen av de globala utsläppen och utvecklingen av förnybar energi har tillämpningen av mer ren energi på industriella utsläppsminskningar blivit ett allt viktigare ämne. Under metallproduktionsprocessen genereras en stor mängd koldioxid på grund av den breda användningen av kol. Att använda väte istället för kol för att uppnå industriell avkolning är således ett sätt att minska utsläppen. I detta arbete analyseras och undersöks fyra sätt att leverera väte till Höganäs AB och Boliden AB. De fyra metoderna är: i) Väteproduktion på plats. ii) Blandning av väte i naturgas pipeline. iii) Leverans av väte pipeline. iv) Flytandevätgasbil. Dessa metoder jämförs i olika aspekter såsom kostnad och CO2 utsläpp. För att modellera olika metoder antas en del data och en del erhålls från externa källor. Alla metoder måste tillgodose varje företags vätgasbehov som uppskattas till 2000 kg per dag. Dessutom hanteras och beräknas kostnaderna för metoder i Python. Ett steg längre simuleras och jämförs utsläppen från varje metoder i Matlab. Slutligen kan det mest kostnadseffektiva och lågautsläppsläget för varje företag utformas. Resultaten visar att det mest kostnadseffektiva sättet för Höganäs AB och Boliden AB är produktion av vätgas på plats. Den fullastade timmen är minst 10 timmar per dag för att tillgodose företagens vätebehov. Kostnaden är proportionell mot full belastningstimme och vätemassaflödet, men omvänt proportionell mot elpriset. Den lägsta kostnaden, som är 4,07 € / kg, uppstår vid maximal laddningstid och lägsta elpris. Pipeline leverans alternativen är de lägst utsläppalternativen men hela moden har höga utsläpp på grund av vätgasproduktinen från anläggningar, och flytande vätgasbil är möjlig för långdistansleverans.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-289439 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Magnusson, Kevin |
| Publisher | KTH, Kraft- och värmeteknologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:592 |
Page generated in 0.0129 seconds