Material och förnybar energi i superkritisk kombination

Sandvik levererar avancerade sömlösa rör till världens första industriella förgasningsanläggning för superkritiskt vatten. Lösningen kommer att bidra till en snabbare anpassning till en förnybar framtid för Nederländerna.

Nederländerna står inför ett gigantiskt skifte där man behöver ersätta sin naturgas med el och andra gaser, som grön gas (metan) och vätgas. SCW Systems är kund till Sandvik och har utvecklat en metod för produktion av förnybar gas på ett hållbart sätt.

“Vi utvecklar nya tekniker för att omvandla vått, organiskt avfall till CO₂-neutral, eller till och med CO₂-negativ energi. Tekniken använder den fjärde naturliga vattenfasen, den superkritiska, för att dela molekyler nästan ner till atomnivå”, säger Gerard Essing, vd för SCW Systems. ”Denna nästan outnyttjade fas uppstår när temperaturen når 375 grader Celsius och trycket är högre än 221 bar”.

Helt förnybart

När vattnet är i den superkritiska fasen så blir organiska substanser, som avloppsvatten, extremt lösliga. Vattnet blir ett lösningsmedel för organiska komponenter och en katalysator för en snabb och nästan fullständig omvandling av energin som finns lagrad i de organiska substanserna till gas. Därifrån kan gaskomponenter, som grön gas och vätgas, lagras och användas i samma infrastruktur som existerande gaslager. Eftersom avfall används för att tillverka vätgas är processen helt förnybar och skulle kunna minska Nederländernas, och resten av världens, beroende av fossila bränslen.

SCW Systems har tillsammans med holländska Gasunie New Energy framgångsrikt utvecklat, slutfört och testat den första industriella reaktorn. Uppbyggnaden av världens första fullständiga demonstrationsanläggning (~20 MW) pågår just nu och tillverkningen av de industriella förgasarna för superkritiskt vatten har påbörjats. För att bygga sina förgasningsanläggningar behöver SCW Systems avancerade material som kan klara av höga temperaturer och tryck.

“De flesta stål klarar inte detta. Eftersom materialet som används under förbränningen kommer från olika källor så behövs dessutom avancerade sömlösa rör i ett korrosionsbeständigt material”, säger Dyon Hermsen, försäljningschef inom Sandvik.

Efter flera år av utveckling och testning i samarbete med kunden blev lösningen för förgasningsanläggningarna Sanicro®, en familj nickellegeringar och höglegerade austentiska rostfria stål från Sandvik. Materialet karaktäriseras av hög strukturell stabilitet, krypstyrka och oxidationsbeständighet och utvecklades speciellt för användning vid temperaturer på upp till 700 grader Celsius.

“Förbränning av superkritiskt vatten är en viktig innovation, men endast om de avancerade materialen kan klara av högt tryck och höga temperaturer. Specialisterna från Sandvik kunde skapa avancerade sömlösa rör som klarar utmaningen i den här tekniska energiomvandlingen och förstår hur viktigt det är att agera nu,” säger Gerard Essing.

Sandvik fortsätter att arbeta med SCW Systems med industriproduktionen av gasförbrännarna. Framtiden för gasförbränning av superkritiskt vatten är lovande. Nederländerna har en ambition att tillverka 2 miljarder kubikmeter grön gas 2030, av vilket 60 procent ska komma från teknik med superkritiskt vatten. Även andra länder med en existerande gasstruktur kan dra nytta av tekniken.