Configuration analysis of the Danish energy island in the North Sea
Author
Højland, Peter Skaarup
Term
4. Term
Publication year
2021
Pages
65
Abstract
Denmark has a binding target to cut greenhouse gas emissions by 70%, but current projections reach only about 44%. This project therefore examines how a 3 GW energy island could affect the energy system and which electrolyser configuration is most favorable. We consider both electrolysis (using electricity to split water into hydrogen) and e-fuels (synthetic fuels made from hydrogen and CO2). The analysis focuses on alkaline electrolysers and methanol, judged in this study to be well suited to the energy island and the Danish system. Three scenarios with different configurations are evaluated, together with sensitivity analyses on infrastructure and electrolyser technology. When a future expansion to 10 GW of wind capacity and the option for multiple grid interconnections are considered, the most favorable setup places electrolysis on the artificial island. Hydrogen is then transported by pipeline to the mainland, where hydrogen and carbon dioxide are synthesized into methanol. Total costs are very similar across scenarios, so the choice is driven more by overall system considerations than by cost alone. In this configuration, annual greenhouse gas emissions fall by 2.31 Mt, moving Denmark closer to the 70% reduction goal.
Danmark har et bindende mål om at reducere drivhusgasudledninger med 70 %, men nuværende prognoser peger kun på omkring 44 %. Dette projekt undersøger derfor, hvordan en 3 GW energiø kan påvirke energisystemet, og hvilken konfiguration af elektrolyseanlæg der er mest fordelagtig. Vi ser både på elektrolyse (at spalte vand til hydrogen med elektricitet) og e-brændsler (syntetiske brændsler lavet af hydrogen og CO2). I analysen fokuseres der på alkalisk elektrolyse og metanol som brændsel, da de vurderes bedst egnede til energiøen og det danske energisystem. Tre scenarier med forskellige opstillinger analyseres, suppleret af sensitivitetsanalyser af infrastruktur og elektrolyseteknologi. Når en fremtidig udbygning til 10 GW vindkapacitet og mulighed for flere netforbindelser (interkonnektorer) tages i betragtning, er den mest fordelagtige løsning at placere elektrolysen på den kunstige ø. Hydrogen transporteres derefter i rørledning til fastlandet, hvor hydrogen og CO2 syntetiseres til metanol. De samlede omkostninger er næsten ens mellem løsningerne, så valget afgøres mere af systemhensyn end af pris alene. I denne konfiguration kan de årlige drivhusgasudledninger reduceres med 2,31 Mt, hvilket bringer Danmark nærmere 70 %-målet.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]