Syftet med detta arbete är att studera möjligheterna att nyttja de
biprodukter som bildas vid integrerad ståltillverkning hos SSAB Tunnplåt i
Luleå. Biprodukterna i detta fall är de energirika processgaser som skapas
från koksningsprocessen, masugnsprocessen samt LD-processen.
Detta arbete har koncentrerats på att titta på de förutsättningar som finns
för att separera ut metanet som finns i koksgasen för vidare användning
internt inom SSAB-koncernen. Påpekas bör att en stor del av processgaserna
som bildas vid koksverk, masugn och LD redan återanvänds internt på SSAB
Tunnplåt AB som bränsle i flertalet processer. Överskottet av dessa gaser
blandas och används sedan bland annat av det närliggande värmekraftverket,
Luleå Kraft AB (LUKAB) och Nordkalk. Den del av processgaserna som inte
används av SSAB eller externa företag facklas bort under kontrollerade
former.
Från koksverket bildas det årligen koksgas till ett energivärde av ca 1726
GWh och arbetets huvudinriktning är att studera förutsättningarna och
följderna av att separera ut metangas från koksgasen. Detta för att sedan
transportera metangasen till SSAB i Borlänge för användning som bränsle i
någon av de två värmningsugnarna (ugn 301 och ugn 302) som idag eldas med
olja respektive gasol. 2004 förbrukade ugn 301 gasol till ett energivärde
av 513 GWh, motsvarande energivärde för ugn 302 som eldas med olja var 566
GWh.
En fullständig separering, dvs. man separerar ut så mycket metangas som
möjligt, innebär nästan en halvering av energiinnehållet i koksgasen,
vilket motsvarar att den utseparerade metangasen skulle få ett energivärde
på ca 800 GWh. Då inte metangasens energivärde räcker för att täcka båda
ugnarnas energibehov föreslås att man ska göra beräkningar och kalkyler för
att separera ut metangas till ett energivärde som motsvarar energibehovet
för ugn 301, dvs. 513 GWh.
Användning av metangas istället för gasol i ugn 301 medför både lägre
bränslekostnader och lägre CO2-utsläpp för SSAB. Då all koksgas, och
följaktligen all metangas, redan förbrukas på SSAB i Luleå på ett eller
annat sätt så innebär det att CO2-utsläppen som kommer från en eventuell
eldning av metangas i Borlänge redan är inräknad i SSAB:s utsläpp av CO2,
därmed beror de lägre CO2-utsläppen enbart på minskningen av
gasolanvändandet. Årligen skulle SSAB minska sina CO2-utsläpp med ca 120
000 ton. Enligt Svenska Bioenergiföreningen (SVEBIO) kostar utsläppsrätter
för CO2 kring 180 kr/ton, för SSAB resulterar detta i en kostnadsminskning
för utsläppsrätter med nästan 22 Mkr/år.
Efter samtal med både AGA Gas AB och Air Liquide visade det sig att det
inte finns några självklara metoder för hur en separering av metangasen
skulle gå till då ingen av dessa företag har liknande befintliga
anläggningar. Men den teknik som är bäst tillämpad för detta ändamål är PSA
(Pressure Swing Adsorption) och absorptionsteknik. Anledningen till att
dessa metoder är bäst lämpade är att det dels är en väl beprövad teknik för
uppgradering av biogas i Sverige, vidare om man tittar på förutsättningarna
på SSAB i Luleå, gällande gassammansättning och storleken på gasflödet,
visar det sig att dessa metoder är bäst lämpade sett till både ekonomi och
önskad renhet av metangasen. Att det inte finns befintliga anläggningar för
metanseparation från koksgas gör att det är svårt att estimera en kostnad
för separation och kondensering av metangas. Utifrån detta bestämdes att
man ska titta på vad en sådan anläggning får kosta om man räknar på tre
olika pay-off tider (tre, sju och tio år). Beräkningarna är baserade på att
SSAB får betydligt lägre bränslekostnader vid användning av metangas
istället för gasol. Årligen skulle SSAB:s bränslekostnaderna minska med ca
133 Mkr. Baserat på denna minskning så skulle de tillåtna
anläggningskostnaderna för respektive pay-off tid bli 222 Mkr, 535 Mkr och
770 Mkr. Enligt SSAB så brukar en investering i den här storleksordningen
kräva en pay-off tid på tre år. I det fallet så skulle en anläggning för
separation och kondensering av metangas få kosta kring 220 Mkr. I denna
kalkyl är inte kostnadsminskningen för utsläppsrätterna inräknade. Om man
inkluderar dem skulle det innebära en ökning av den tillåtna
anläggningskostnaden.
2005 bildades koksgas till ett energivärde av 1726 GWh och SSAB förbrukade
1358 GWh och externa företag förbrukade 334 GWh, resterande mängd facklades
bort. Efter separation av 513 GWh metangas återstår det gas till ett
energivärde av 1213 GWh, denna gas är en blandning av koksgas och tailgas
och har ett värmevärde på ca ...
