Feasibility study of Power-to-Methanol in Denmark
Author
Fuglsang, Mathias
Term
4. Term
Publication year
2022
Abstract
This thesis examines how a Power-to-Methanol (PtM) facility in Denmark can achieve an annual production of 130,000 tons of methanol and assesses its techno-economic and socio-economic feasibility. The study applies a feasibility framework with WWW and Diamond-E analyses, a technical assessment of electrolysis, CO2 capture (point source and direct air capture), methanol synthesis and storage, and a simulated economic model with scenarios, LCOE calculations, and sensitivity analyses. Findings indicate that methanol is 160% more expensive than bunker oil in the baseline (adjusted for energy density), but becomes competitive with a 100% reduction in tariffs and a CO2 tax of €450 per ton of bunker oil, yielding a methanol LCOE of €796 per ton versus €840 per ton for bunker oil. PtM offers socio-economic benefits including grid stability, job creation, and CO2 reductions; however, capturing CO2 at the Reno Nord incineration plant leads to 71.24 tons of fossil-based CO2 emissions, so the fuel is only green and CO2-neutral when CO2 is captured via direct air capture. Electricity price strongly affects methanol LCOE, making optimized purchasing and pricing strategies on the Nord Pool market or through bilateral agreements advantageous. The immaturity of PtM at this scale should be considered as a caveat to the results.
Dette speciale undersøger, hvordan en Power-to-Methanol (PtM) facilitet i Danmark kan opnå en årlig produktion på 130.000 tons metanol, og vurderer den teknisk-økonomiske og samfundsøkonomiske gennemførlighed. Studiet anvender en feasibility-tilgang med WWW- og Diamond-E-analyser, en teknisk vurdering af elektrolyse, CO2-fangst (punktkilde og direkte luftfangst), methanolsynthese og lagring, samt en simuleret økonomisk model med scenarier, LCOE-beregninger og følsomhedsanalyser. Resultaterne viser, at metanol i basisscenariet er 160% dyrere end bunkerolie (korrigeret for energitæthed), men kan blive konkurrencedygtig ved 100% reduktion af tariffer og en CO2-afgift på 450 €/ton bunkerolie, hvor metanol koster 796 €/ton mod 840 €/ton for bunkerolie. PtM bidrager med samfundsøkonomiske gevinster som elnetsstabilitet, jobskabelse og CO2-reduktioner; dog med CO2-fangst fra forbrændingsanlægget Reno Nord udledes 71,24 tons fossil CO2, og metanol kan kun kaldes grøn og CO2-neutral ved brug af direkte luftfangst. Elprisen har stor betydning for LCOE, og en optimeret indkøbs- og prisstrategi på Nord Pool eller via bilaterale aftaler kan være fordelagtig. Endelig bør umodenheden af PtM i denne skala indgå som forbehold for resultaterne.
[This apstract has been generated with the help of AI directly from the project full text]
Keywords