Om aan de vraag naar gas te voldoen zal op termijn meer en meer gas worden ingevoerd (via pijpleidingen of de Gate LNG Terminal) en lokaal op duurzame wijze worden geproduceerd. Duurzame gassen gaan in de toekomst een grotere rol spelen in onze gasvoorziening. Als gevolg hiervan zal de gassamenstelling meer en sneller variëren dan tot nu toe gebruikelijk.
In dit project heeft DNV Oil & Gas een haalbaarheidsstudie uitgevoerd naar de ontwikkeling en marktintroductie van de nieuwe Sustainoflame gasbranderregeling voor industriële gasgestookte aardgasbranders. Uit deze studie bleek dat deze regeling, naar verwachting, in de toekomst een breed aanbod aan gassen van verschillende kwaliteiten kan accommoderen in het gasnet.
Brandstofbesparing
Deze “retrofit” branderregeling regelt door middel van een algoritme de benodigde verbrandingslucht- en de brandstofgasstroom op basis van de verbrandingseigenschappen van het brandstofgas, de weersomstandigheden en de gebruikte brander. De regeling stuurt veilig op een optimaal rendement bij minimale emissies en kan in een bestaande branderinstallatie worden ingebouwd. Dit zorgt – bij wisselende gaskwaliteiten - voor een brandstofbesparing van 0,5 – 2,5% t.o.v. conventionele regelingen en beperkt de benodigde investeringen voor de eindgebruikers. De verwachte terugverdientijd van de Sustainoflame gasbranderregeling ligt, afhankelijk van het gasverbruik, tussen een half en twee jaar. Voor het meten van de brandstofsamenstelling kunnen commercieel verkrijgbare gassensoren worden gebruikt.
Binnen dit SBIR project is met succes een “feed forward” gasadaptieve branderregeling (Sustainoflame) ontwikkeld. Deze “retrofit” branderregeling regelt door middel van een algoritme de optimale benodigde verbrandingslucht- en de brandstofgasstroom naar de brander op basis van zowel de vooraf gemeten Wobbe-index van het gas als de weerscondities. Het ontwikkelingstraject is uitgevoerd in nauwe samenwerking met verschillende branderleveranciers, ontwikkelaars van gassensoren, brandermanagement systemen en een leverancier van ketels.
Uit testen in het verbrandingslaboratorium van DNV GL bleek dat door toepassen van de Sustainoflame regeling op zowel een industriële ketel-brander combinatie als een procesbrander in een hoge temperatuursoven deze verbrandingssystemen geschikt zijn voor toekomstige gassen en extreme weersfluctuaties.
Markt
Vanwege de noodzaak om gasverbruikende apparatuur te leveren voor de huidige en toekomstige gassamenstellingen is deze Sustainoflame gasbranderregeling zeer interessant voor leveranciers en eindgebruikers. Daarom hebben dertien partijen geparticipeerd in het vervolgonderzoek om te komen tot een werkend ‘Proof-of-Concept’ (SBIR-Fase 2).
Deze partijen zijn:
- 4 leveranciers en ontwikkelaars van gassamenstellings- en Wobbesensoren: Hobré, Qmicro, Wanty Instruments en MEMS hebben gassensoren ontwikkeld (of hebben dit al gedeeltelijk gedaan) en ter beschikking gesteld.
- 6 leveranciers en fabrikanten van aardgasbranders in Nederland en Duitsland: De Jong, INNECS, Monarch/Weishaupt, Standard Fasel, Stork Thermeq en Zantingh hebben vanuit hun theoretische en praktische kennis en ervaring geadviseerd en apparatuur ter beschikking gesteld.
- één Duitse leverancier van industriële branderregelingen: Siemens heeft vanuit hun theoretische en praktische kennis en ervaring geadviseerd.
- de grootste industriële aardgasverbruiker in Nederland: Tata Steel heeft vanuit hun theoretische en praktische kennis en ervaring – als gebruiker van grote industriële verbrandingssystemen - geadviseerd.
- de grootste handelsonderneming in aardgas in Nederland:
GasTerra heeft kennis en ervaring ingebracht en geadviseerd op het gebied van gaseigenschappen, gastoepassingen en gasmarkten.
Daarnaast hebben bovenstaande partijen het voornemen uitgesproken in Fase 3 mee te werken aan de commercialisering door te participeren in veldtesten en demonstraties, als Sustainoflame voldoende succesvol blijkt te zijn.
De ontwikkeling en geleidelijke marktintroductie van deze nieuwe “retrofit” branderregeling zal ervoor zorgen dat de eindgebruiker geen hinder of schade ondervindt bij de introductie van nieuwe duurzame gassamenstellingen en bij de verruiming van de H-gasband. Het vooraf meten van de gassamenstelling (feed-forward regeling) maakt de eindgebruikersinstallatie robuust tegen (abrupte) variaties in gassamenstelling waardoor de range aan bruikbare gassamenstellingen sterk verbreed wordt ten opzichte van de huidige installaties.
Het bedrijf
DNV GL, Oil & Gas, Netherlands (hierna: DNV GL) is een vooraanstaand kennis- en consultancy-huis voor de gasinfrastructuur en -toepassingen. Als voormalige dochtermaatschappij van Gasunie, en aansluitend als onderdeel van voormalig Kema, is DNV GL diep geworteld in de (inter-)
nationale energiesector en houdt zij zich al sinds de jaren zestig van de vorige eeuw bezig met advisering, testen, certificeren en onderzoek en ontwikkeling. Vanuit die positie richt DNV GL zich vooral op de overgang naar een duurzame energievoorziening, op een veilige en betrouwbare gasinfrastructuur, op het nauwkeurig meten van droge en natte gasstromen in termen van zowel kwaliteit en kwantiteit, op het optimaliseren en testen van gasapparatuur in relatie tot verantwoorde invoering van nieuwe gassen in bestaande gasnetwerken en -installaties, en op goede gasspecificaties. Alles draait om veiligheid, betrouwbaarheid, doeltreffendheid en kwaliteit.