Visualising Local Power-to-X Value Chains: A Smart Energy Approach to the Spatial Planning of Power-To-X System Integration in Aabenraa Municipality
Translated title
En Smart Energy-tilgang til geospatial planlægning af Power-to-X systemintegration i Aabenraa Kommune
Author
Schubert, Daniel Degn
Term
4. Term
Publication year
2025
Submitted on
2025-05-28
Pages
65
Abstract
Denne afhandling undersøger, hvordan rumlig planlægning kan øge den teknisk-økonomiske gennemførlighed af Power-to-X (PtX) i Aabenraa Kommune ved at udnytte lokale værdikæder gennem sektorkobling. PtX betyder at omdanne elektricitet til brint og syntetiske brændsler som e-metanol og ses som en nøgle til at reducere udledninger i sektorer, der er svære at omstille. Implementeringen hæmmes dog ofte af høje elpriser, fragmenteret infrastruktur og manglende koordinering af lokale ressourcer. Studien kombinerer en kortbaseret GIS-egnethedsanalyse, dynamisk energisystemmodellering og en teknisk-økonomisk vurdering for at finde egnede placeringer til PtX-anlæg og vurdere effekten af forskellige systemopsætninger. GIS-analysen peger på høj egnethed ved Kassø og Ensted Havn, bl.a. fordi de ligger tæt på rensningsanlæg, biogene CO2-kilder og fjernvarmenet. Fire PtX-scenarier er modelleret, fra selvstændig brintproduktion til integreret e-metanolsyntese. Resultaterne viser, at værdikædeintegration – især udnyttelse af spildvarme og lokal CO2 – markant forbedrer projektøkonomien målt på nettonutidsværdi (NPV) og intern forrentning (IRR) og sænker den niveauiserede omkostning for metanol (LCoM). Det integrerede e-metanol-scenarie klarer sig økonomisk bedst. Samlet understreger resultaterne, at lokal rumlig planlægning og sektorkobling er afgørende for omkostningseffektive og bæredygtige PtX-projekter. Kommuner spiller en central rolle ved at tilpasse energiplanlægning til lokale ressourcer og infrastruktur. Konklusionen er, at energisystemintegration, baseret på rumlige data og tværsektorisk koordinering, er nødvendig for at realisere PtX-potentialet i Danmark.
This thesis examines how spatial planning can improve the techno-economic feasibility of Power-to-X (PtX) in Aabenraa Municipality by using local value chains through sector integration. PtX converts electricity into hydrogen and synthetic fuels such as e-methanol and is seen as a key option for decarbonising hard-to-abate sectors. However, high electricity prices, fragmented infrastructure, and weak coordination of local resources often limit implementation. The study combines a map-based GIS suitability analysis, dynamic energy system modelling, and a techno-economic assessment to identify suitable locations for PtX facilities and to test different system configurations. The GIS analysis highlights high-suitability areas near Kassø and Ensted port due to proximity to wastewater treatment, biogenic CO2 sources, and district heating networks. Four PtX scenarios are modelled, from stand-alone hydrogen production to integrated e-methanol synthesis. Results show that integrating the value chain—especially using waste heat and sourcing CO2 locally—significantly improves project performance on Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR) and lowers the Levelised Cost of Methanol (LCoM). The integrated e-methanol scenario performs best economically. Overall, the findings show that localised spatial planning and sector coupling are essential for cost-effective and sustainable PtX projects. Municipalities have a critical role by aligning energy planning with local resources and infrastructure. The thesis concludes that energy system integration, grounded in spatial data and cross-sector coordination, is necessary to realise the full PtX potential in Denmark.
[This summary has been rewritten with the help of AI based on the project's original abstract]
Documents