Vand til Power-to-X burde få større opmærksomhed
Adgang til grøn strøm kommer i første række, når virksomheder skal placere deres store Power-to-X-anlæg. Men vandet burde rangere lige så højt, fordi det er en forudsætning for et succesfuldt projekt, mener seniorspecialist i COWI, Karsten Normann Thomsen. Håndtering af rejektvandet påvirkes desuden af den oprindelige vandkvalitet.
Der skal ultrarent vand til i stor skala, hvis det går som planlagt, at en række store elektrolyseanlæg går i drift i danske P2X projekter de kommende år. Og det kommer til at kræve store mængder råvand. Alene i Esbjerg forventer man at skulle bruge helt op mod 5 millioner kubikmeter vand til fremstilling af ultrarent vand.
Råvandet kan være forurenet grundvand, spildevand, vand fra afværgeboringer, havvand – alt afhængig af lokale forhold. Hvad der egner sig bedst, skal vurderes lokalt i hvert enkelt tilfælde.
”Jo mere gråt og forurenet vandet er, jo mere kompleks bliver behandlingen. Der er partikler, sand, jord og forurenede stoffer i vandet, så man skal kende sit vand, før man vælger en løsning. Udfordringen er at se sig bredere omkring for at finde de vandkvaliteter, der kan bruges. Vi er påpasselige med brug af drikkevand og grundvandsressourcer. Så har man et elektrolyseanlæg med et forbrug på 1 mio. m3 ultrarent vand om året, skal man finde vandressourcer, der er 30-50% større for at skabe den mængde,” siger Karsten Normann Thomsen.
Han anbefaler at kigge efter noget, der ligner grundvand og som forsyningsselskaber alligevel pumper op. Det kan fx give god mening at udnytte vand fra afværgeboringer, der alligevel foregår af andre grunde. Man kobler en ekstra klods på forbehandlingen i form af beluftning og sandfiltrering. Derefter kører afsaltningsprocessen og til sidst står man med ultrarent vand. Men der er selvfølgelig flere valgmuligheder. Renset spildevand er også en mulighed, og det passer fint med den cirkulære tanke, påpeger Karsten Normann Thomsen. P2X projekterne vil være forskellige, alt efter hvilket område man er i, men fælles for dem er, at man som udgangspunkt IKKE har godt vand til rådighed. Man vælger et site i et område og siger, at det kan lade sig gøre at lave elektrolyse her. Så kigger man sig omkring for at finde ud af, hvor vandet skal komme fra.
”Jeg tror desværre, at de fleste vælger site ud fra tilgængeligheden af grøn energi, hvilke CO2-kilder man har til rådighed og andre kriterier. Det kommer i anden række at kigge på, hvor vandressourcerne skal komme fra, og det synes jeg ikke er fornuftigt, da vand af høj kvalitet og i tilstrækkelig mængde er en forudsætning for, at det lykkes,” siger Karsten Normann Thomsen.
Læs også "Højtstående grundvand skal bruges til grøn energi"
Kendt fra kraftværker
Han ved, hvad han taler om, når emnet er teknisk vand, da han har arbejdet med vandkemi og vandbehandling på kraftværker de sidste 30 år. Her kræver kedlerne vand af samme ultrarene kvalitet som de kommende elektrolyseanlæg. Kraftværkerne læner sig op ad en VGB-norm (tysk standard som følges i EU lande) for spædevand. Kravene kan stort set overføres til elektrolyseanlæg. De seneste år har han arbejdet stadig mere med krav til vandbehandling i forhold til den grønne omstilling.
For at rense vandet benytter man typisk omvendt osmose med membraner. Vandet efter denne proces – kaldet permeatet - har karakter af demineraliseret vand. Drikkevand rummer mellem 6-800 microsiemens pr. centimer (µS/cm), som renses til ned under 10 µS/cm i permeatet (demineraliseret vand). Der er så stadig et stykke ned til 0,1 µS/cm, som det kræves, for at vandet kan betegnes som ultrarent. Det sker typisk med EDI (electro deionization), hvor man ved hjælp af ionbytning holder saltene i vandet tilbage. Denne proces foregår kontinuerligt, da ionbytterne regenereres løbende med brint- og hydroxid-ioner dannet ved elektrolyse.
Fra teknisk vand til ultrarent vand
Teknisk vand defineres ifølge Karsten Normann Thomsen som en kvalitet, der ligner grundvand, der er behandlet på et vandværk. Der skal ske en forbehandling af vandet, før det kører igennem den ”normale” afsaltningsproces på vandværket. Herefter har det nået teknisk vandkvalitet. Ultrarent vand er teknisk vand, der har fået yderligere en behandling ved at blive sendt igennem ionbytningsfiltre.
Læs også "Ressourcer fra spildevand og godt naboskab skal drive grøn omstilling"
Løsninger for restproduktet
Råvareressourcen afgør, hvordan restproduktet efter afsaltningen skal behandles. Er der fx tale om brug af en afværgeboring fra en gammel fabriksgrund opkoncentrerer man forureningen med faktor 5-10. Dvs. man opnår en mindre mængde vand, der skal efterbehandles. Det kan ske ved inddampning, så forureningerne samles på en lille mængde fast stof eller ved at udnytte, at de forurenende stoffer har tendens til at sætte sig på aktivt kul. Derefter kan resten af stofferne deponeres efter inddampning, eller de kan brændes af med det brugte aktive kul.
Vil man bruge renset spildevand fra kommunale rensningsanlæg, skal man udover saltene i vandet og uønskede organiske stoffer som medicinrester også tage hensyn til den biologiske belastning med vira og bakterier. Karsten Normann Thomsen fortæller, at man typisk tager 80% af vandet ud via omvendt osmose. Der er så 20% tilbage, hvor reststofferne (de uønskede organiske stoffer) sendes gennem aktiv kul filtre og absorberes på de aktive kul. De kan også slås i stykker med brintoverilte, ved kraftig UV-belysning eller ved at dosere et biocid (kendt fra klor i drikkevandet i bl.a. Sydeuropa). Herefter kan vandet ledes ud i vandmiljøet, da det nu blot er vand, der indeholder lidt flere salte end ellers.
”Til sidst kan den resterende kulmasse brændes af på affaldsforbrænding, hvor giftstofferne nedbrydes. På den måde er giftstofferne håndteret på en forsvarlig og fornuftig måde, så det er i orden både miljømæssigt og økonomisk. Dvs. der findes gode måder at håndtere restprodukterne på, så man ikke får en strøm med miljøskadelige eller giftige forbindelser,” siger Karsten Normann Thomsen.
Læs også "Der er vand nok til et elektrolyse-eventyr i Danmark"
