Economic evaluation of a synthetic natural gas production plant using indirect gasification of lignocellulosic biomass

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis

Authors

Date

2014-04-14

Department

Major/Subject

Energiatekniikka

Mcode

K3007

Degree programme

Energia- ja LVI-tekniikan koulutusohjelma

Language

en

Pages

70

Series

Abstract

This thesis examines the profitability and business prospects of a bio-SNG plant with fuel power of 100 MW. The plant produces SNG via indirect gasification of woody biomass. This study examines the Nth plant of the same kind, which is expected to be completed in 2020. The report includes three scenarios with alternative energy price outlooks in 2020 with one scenario to extend to 2040. These energy prices are used in the profitability analysis. The profitability calculations include results from the process simulation of different plant constructions. Studied end-use cases are energy production in Finland and transportation use in Sweden. The report also recognizes the national and EU legislation with impact on bio-SNG industry, as well as the different possible sup-port mechanisms the plant might be subjected to. A preliminary business plan, which takes into account all of the above, is a key part of the work. In this report we show that in 2020 bio-SNG production using indirect woody biomass gasification can be a viable technology. The profitability of a bio-SNG plant is, nevertheless, highly sensitive to the future energy prices and the potential support mechanisms. We found that a bio-SNG production plant would be profitable if it was initially subsidized with support mechanisms that are enacted already today, or in markets with higher gas prices, such as the studied case on transportation use in Sweden. In addition to financial aspects, the bio-SNG technology offers several other benefits compared to using imported natural gas such as meeting the energy and climate targets and supporting domestic employment, economy and energy independency.

Tässä diplomityössä tutkitaan 100 MW:n synteettistä maakaasua (bio-SNG) tuottavan kaasutuslaitoksen taloudellista kannattavuutta ja liiketoimintanäkymiä. Työssä tutkitaan laitosta teknologian yleistymisvaiheessa, ja sen oletetaan valmistuvan vuonna 2020. Se tuottaa synteettistä maakaasua kaasuttamalla puupohjaista biomassaa. Raportin osana on luotu kolme erilaista energian hintaskenaariota vuodelle 2020. Näistä yhden skenaarion hintaennusteet ulottuvat vuoteen 2040. Laitoksen kannattavuuslaskelmat perustuvat skenaarioiden energian hintoihin sekä laitoksen energia- ja massavirtoihin, jotka on saatu kolmen erilaisen laitoskokoonpanon simulaatioiden tuloksena. Työssä tarkastellut kaasun loppukäyttövaihtoehdot ovat energiantuotanto Suomessa sekä Ruotsissa käyttö liikennepolttoaineena. Raportissa huomioidaan myös kansallisen tason sekä EU-tason bio-SNG-alaan vaikuttavat säädökset sekä uusiutuvan energian tukimekanismit. Laitoksen alustava liiketoimintasuunnitelma, joka kokoaa edellä mainitut tekijät, on työn keskeinen osa. Tässä työssä havaittiin, että vuonna 2020 synteettisen maakaasun tuottaminen puupohjaisesta biomassasta voi olla kannattavaa. On kuitenkin huomioitava, että laitoksen taloudellinen kannattavuus riippuu voimakkaasti tulevaisuuden energian hinnoista sekä mahdollisista tukimekanismeista. Raportin tulokset osoittavat, että tutkitun kaltainen bio-SNG:n tuotantolaitos olisi taloudellisesti kannattava vuonna 2020, mikäli se yleistymisen alkuvaiheessa saa samanlaisen tukikohtelun kuin tämän päivän vastaavan kaltaiset laitokset. Työssä tutkitussa Ruotsin liikennekäyttötapauksessa tutkittu laitos voisi olla kannattava ilman tukiakin. Mahdollisen taloudellisen hyödyn lisäksi bio-SNG-teknologia tarjoaa useita muita hyötyjä verrattuna ulkomailta tuodun maakaasun käyttöön. Näitä ovat muun muassa energia- ja ilmastotavoitteiden saavuttamisen tukeminen sekä kotimaisen työllisyyden, julkisen talouden, vaihtotaseen ja energiaomavaraisuuden paraneminen.

Description

Supervisor

Syri, Sanna

Thesis advisor

Syri, Sanna

Keywords

gasification, lignocellulosic biomass, synthetic natural gas, SNG, economic evaluation, renewable energy, kaasutus, puupohjainen biomassa, synteettinen maakaasu, SNG, taloudellinen arviointi, uusiutuva energia

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201410212816

Collections

[dipl] Insinööritieteiden korkeakoulu / ENG