Het TANDEM-project is een groot R&D-project uitgevoerd door Bright Renewables, onderdeel van de HoSt Groep, voor de ontwikkeling van een 1 MW Balance of Plant E-methanolsysteem. TANDEM is een acroniem voor Towards Acceleration aNd Demonstration of E-Methanol. HyGear zal de PEM-elektrolyser leveren en het gehele systeem zal op hun onderzoekslocatie worden geplaatst. Universiteit Twente (UT) gaat cruciaal onderzoek uitvoeren naar de warmtewisseling van het systeem met behulp van een laboratoriumschaal twin-test reactor. Het project wordt uitgevoerd van april 2024 tot begin 2028. De eerste productie van methanol wordt eind 2025 verwacht.
De achtergrond van E-methanol is nauw verbonden met de processen die momenteel binnen de HoSt Groep worden uitgevoerd. Het gebruik van anaerobe vergisting in combinatie met biogasopwerking tot biomethaan en CO₂-liquefactie levert biogeen CO₂ op. Bovendien kan het biomethaan worden omgezet in een mengsel van CO en H₂ met behulp van stoommethaan reforming. Verder beschikt de HoSt group over elektrolyser technologie om puur H₂ te maken op basis van duurzame stroom. Ook de andere processen van de HoSt Groep, zoals gecombineerde warmte- en krachtcentrales en vergassing, leveren deze gassen op. Deze kunnen in een reactor worden omgezet in water en methanol, wat vooral leidt tot de valorisatie van biogeen CO₂.
Methanoltoepassingen
Methanol is bij kamertemperatuur en druk een vloeistof en kent diverse toepassingen: het kan worden gebruikt als een energiedrager waarbij het significante hoeveelheden energie voor langere periodes op kan slaan. Hierdoor kan het functioneren zoals de huidige koolwaterstof energiedragers zoals olie. Methanol is nuttig voor seizoensopslag van energie, vooral in gebieden waar andere grootschalige methoden voor langetermijnopslag, zoals waterkracht, niet beschikbaar zijn. Omdat het bij kamertemperatuur een vloeistof is, is de opslag relatief eenvoudig; bestaande opslaginfrastructuur kan gemakkelijk worden gebruikt, methanol heeft een relatief hogere specifieke energie en dichtheid en presteert daardoor beter dan de opslag van methaan en waterstof. Bovendien is het transport van methanol relatief eenvoudig omdat het een vloeistof is. Daarom wordt het momenteel gezien als een van de opties voor moeilijk te decarboniseren transportsystemen, waar batterijen of gecomprimeerde waterstof geen optie zijn vanwege hun lage energiedichtheid.
Bovendien kan methanol worden gebruikt als grondstof voor de chemische industrie, waaruit een verscheidenheid aan chemicaliën kan worden gesynthetiseerd. Vanwege het decentrale karakter van dit specifieke methanolsysteem kan het ook worden gebruikt in de context van energiehubs. Deze kunnen helpen in regio’s met netcongestie en kunnen helpen bij het bufferen van overtollige hoeveelheden hernieuwbare energie om te worden gebruikt in periodes van tekort aan hernieuwbare energiebronnen (bijvoorbeeld tijdens Dunkelflaute).
TANDEM-technologie
TANDEM streeft ernaar het e-methanolsysteem te leveren dat geschikt is voor het gebruik van decentraal geproduceerde biogene CO₂ en lokaal opgewekte hernieuwbare energie (wat hun gemeenschappelijke kenmerken zijn). Door dit op demonstratieschaal in de echte wereld uit te voeren, worden zowel het systeem als het principe van decentrale E-methanol gevalideerd. Vanwege de grootte en het dynamische karakter is de geselecteerde reactortechnologie de LOGIC-reactor.
LOGIC-reactortechnologie
LOGIC (Liquid Out Gas In Concept) reactortechnologie is een sterk geïntegreerd reactorprincipe. Door de synergie tussen reactie, warmteoverdracht en natuurlijke convectiestroom kan de reactor methanolsynthese uitvoeren bij matige temperatuur en druk. Omdat de reactor gebruikmaakt van het principe van natuurlijke convectie vanwege de plaatsing van het reactorgedeelte en de condensor, heeft de reactor een sterk gereduceerde energiebehoefte. Bovendien, door de aard van het ontwerp (alle processtappen vinden plaats in één enkel vat), leent het zich voor het gebruik op decentrale schaal binnen de TANDEM-scope.
De LOGIC-reactor kan ook ‘de zon volgen’ en kan daarmee functioneren in combinatie met hernieuwbare energie. Het kan opstarten, uitschakelen en in vermogen toenemen/afnemen, waardoor overtollige hernieuwbare energie langer kan worden opgeslagen dan in batterijen. Bovendien kan door het decentrale karakter van het systeem een aanzienlijke schaal worden bereikt door het aantal te vergroten terwijl de flexibiliteit behouden blijft. Dit maakt methanolproductie op schaal mogelijk met een dynamisch karakter dat effectief kan inspelen op de beschikbaarheid van hernieuwbare energie.
Subsidie & Consortium
Het TANDEM-project ontvangt € 3.995.119 DEI+ subsidie van GroenvermogenNL. Het consortium van TANDEM wordt gevormd door de HoSt Groep, Bright Renewables, Hygear en de Universiteit Twente.
Planning
Het project loopt van april 2024 tot begin 2028. In de eerste periode wordt de definitieve systeemontwikkeling uitgevoerd en wordt de constructie gestart. SAT en de eerste methanol worden eind 2025 verwacht. De daaropvolgende periode zal eerst de statische basislastvalidatie van het systeem zien, waarna het dynamische karakter van het systeem zal worden gevalideerd en verfijnd. Het einde van het project zal worden gemarkeerd door de introductie van de tweede generatie van het systeem die op de markt zal worden gebracht. Tijdens alle fasen van het project zal de Universiteit Twente zorgen voor een constante kennisuitwisseling tussen de TANDEM-reactor en zijn laboratoriumtweeling. Hierdoor krijgt TANDEM maximale flexibiliteit bij het valideren/demonstreren van de algehele reactor en het testen van de onderliggende fysische effecten voor verdere ontwikkeling.
