Techno-Economic Carbon Management at Danish Biogas Plants: The Business Case of Utilising the Biogenic Carbon
Translated title
Techno-Economic Carbon Management at Danish Biogas Plants
Author
Munck, Mathias Terp
Term
4. Term
Publication year
2024
Submitted on
2024-06-07
Pages
68
Abstract
Meeting the climate goals in Denmark’s Climate Act partly depends on Power-to-X (turning renewable electricity into fuels and chemicals) and Carbon Capture and Storage (CCS, capturing and storing CO2). Upgrading biogas provides a very cost-effective source of biogenic CO2—CO2 from biological sources—that these technologies can use. This thesis examines whether biogas plants can profitably use the CO2 they remove. An Excel model developed in the project simulates three options: 1) selling CO2 as liquid CO2, 2) using it to produce e-methane (synthetic methane), and 3) using it to produce e-methanol. In all scenarios, 20,000 tons of CO2 are available each year, and all must be utilised. The results show: the liquefaction scenario has a Net Present Value (NPV) of €6.9 million and a Real Rate of Return (RRoR) of 74%. The e-methane and e-methanol scenarios have NPVs of €29 million and €17.1 million, and RRoRs of 9% and 8%, respectively. NPV captures the total value of an investment over time, while RRoR is the annual real return. Overall, the analysis indicates that liquefaction is the safest investment due to low costs and a high RRoR. At the same time, the e-fuel routes may benefit from technological development and more variable future electricity prices. The thesis thus provides a preliminary techno-economic assessment of using CO2 from biogas plants and a basis for further research.
Opfyldelsen af klimamålene i den danske klimalov bygger delvist på Power-to-X (at omdanne grøn strøm til brændsler og kemikalier) og Carbon Capture and Storage (CCS, indfangning og lagring af CO2). Biogasopgradering giver en meget omkostningseffektiv kilde til biogen CO2, dvs. CO2 fra biologiske kilder, som disse teknologier kan udnytte. Afhandlingen undersøger, om biogasanlæg økonomisk kan udnytte den CO2, de fjerner. En Excel-model udviklet i projektet simulerer tre muligheder: 1) salg af CO2 som flydende CO2, 2) anvendelse til produktion af e-metan (syntetisk metan), og 3) anvendelse til produktion af e-metanol. I alle scenarier er 20.000 ton CO2 til rådighed årligt, og alt skal udnyttes. Resultaterne viser: Flydendegøringsscenariet har en nettonutidsværdi (NPV) på 6,9 mio. € og en reel forrentning (RRoR) på 74%. E-metan-scenariet og e-metanol-scenariet har NPV’er på hhv. 29 mio. € og 17,1 mio. € samt RRoR’er på hhv. 9% og 8%. NPV måler den samlede værdi af en investering over tid, mens RRoR er den årlige reale forrentning. Samlet peger analysen på, at flydendegøring er den sikreste investering på grund af lave omkostninger og høj RRoR. Samtidig kan e-metan og e-metanol få bedre vilkår med teknologiudvikling og mere svingende fremtidige elpriser. Afhandlingen giver dermed en indledende teknisk-økonomisk vurdering af udnyttelsen af CO2 fra biogasanlæg og danner grundlag for videre forskning.
[This apstract has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Keywords
Biogas ; e-methanol ; e-methane ; Liquid CO2 ; Sustainable Development ; Power-to-X ; Carbon Capture ; Economic Evaluation ; Energy System Modelling ; Simulation Model ; Scenario Development ; Market Conditions ; Levelized Cost of Production ; Net Present Value ; Carbon Management ; Economic Feasibility ; Excel Model