Techno-Economic Analysis of Black Liquor Gasification Based Pre-Combustion Carbon Capture

Sammanfattning

Denna masteruppsats utvärderar fyra fall av pre-combustion koldioxidavskiljningskonfigurationer för ett nordiskt massabruk där svartlut förgasas: PSA-H₂ integrerad med en oxyfuel-ångcykel (IOSC), PSA integrerad med en gasturbin-kombicykel (IGCC), Selexol-H₂-systemet samt Selexol integrerat med en gasturbin-kombicykel. Modelleringen utförs efter förgasaren i Aspen Plus V14, där antagandena för förgasaren baseras på en syrgasblåst Chemrec-förgasare. Den kommer att mata syntesgasen till water-gas-shift-enheten (WGS). WGS flödar vidare till Selexol/DEPG- eller PSA-processen för att rena vätgasen, antingen för försäljning eller för att använda vätgasen till elproduktion och sälja överskottsel. En konsekvent tekno-ekonomisk analys genomförs för att utvärdera lönsamheten i att ersätta återvinningspannan med ett koldioxidavskiljnings- och lagringssystem (CCS). Resultaten visar att den mängd CO₂ som avskiljs är något högre för PSA (~2,09 Mt/år) jämfört med Selexol-processen (~2,01 Mt/år). Försäljning av grön vätgas är mer attraktiv när de högre försäljningspriserna används, vilket ger en vinst på 1715 SEK/t-CO₂ för PSA och 2140 SEK/t-CO₂ för Selexol när återvinningspannan ersätts med ett CCS-system. IGCC-fallen är svagare på grund av det antagna elpriset. EU:s utsläppshandelssystem (EU ETS) ger inte kreditering för biogena utsläpp, men genom att inkludera intäkter från den frivilliga koldioxidmarknaden (VCM) förbättras nettonuvärdet (NPV) avsevärt för projektet. Detta innebär att den ekonomiska genomförbarheten skulle stärkas ytterligare om negativa utsläpp krediterades.