Das Projekt "LOHAFEX" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. in der Helmholtz-Gemeinschaft (AWI) durchgeführt. Vom deutschen Forschungsschiff Polarstern aus wird die Auswirkung von Eisendüngung auf Ökologie und Kohlenstoffaufnahmepotential im Südlichen Ozean untersucht. LOHA bedeutet in Hindi Eisen, FEX steht für Fertilization EXperiment (Düngungsexperiment). Durch die Düngung einer Fläche von 300 Quadratkilometern mit 20 Tonnen gelöstem Eisensulfat wird ein schnelles Wachstum von Phytoplankton (Meerespflanzen, einzellige Algen) angeregt. Ein Team aus Physikern, Chemikern, Biologen und Geochemikern untersucht dann während einer Dauer von sieben Wochen die Auswirkungen dieser Algenblüte auf den Austausch von Kohlendioxid (CO2) zwischen Meer und Atmosphäre, auf die Plankton-Nahrungsketten und auf die Organismen des darunter liegenden Meeresboden. Das Projekt soll klären, ob durch Düngung ausgelöste Algenblüten dazu beitragen können, der Atmosphäre das Treibhausgas CO2 über einen langen Zeitraum zu entziehen. Die Auswirkung der Düngung auf das Zooplankton ist ein weiterer Untersuchungsaspekt. Untersucht wird, ob die Eisendüngung auch zu einer Vermehrung der Krillbestände führen kann und somit eine Zunahme der Großwalbestände ermöglicht. Das Projekt ist umstritten und wird vom Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit sowie von Umweltschutzverbänden abgelehnt. Insbesondere die Frage, ob das Projekt mit den Beschlüssen der 9. Vertragsstaatenkonferenz zum Übereinkommen über die Biologische Vielfalt (CBD) vereinbar ist, ist umstritten. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Forschung und Bildung nach der Auswertung mehrerer Gutachten Ende Januar 2009 genehmigt.
Das Projekt "'CO2-Abfall oder Rohstoff? Möglichkeiten und Grenzen der CO2-Sequestrierung'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Biocom AG durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: In dieser Tagungsreihe soll die Frage diskutiert werden, ob es sich bei CO2 um ein reines Abfallprodukt oder auch um einen (potenziellen) Rohstoff handelt. Hierfür sollen der gegenwärtige Wissensstand und Forschungsbedarf sowohl bei den CCS-Verfahren als auch bei den bislang nur im Pilotmaßstab funktionierenden Alternativ-Technologien präsentiert werden, damit die Technologieentwicklung an die Kriterien einer nachhaltigen Entwicklung ausgerichtet werden kann. Fazit: Die drei Veranstaltungen konnten erfolgreich durchgeführt werden: - Insgesamt wurden mit den Inhalten mehr als 200 Teilnehmer direkt erreicht. - Darüber hinaus wurde über den idw sowie durch in der Fachzeitschrift Transkript über die Tagun-gen berichtet. - Bei den Veranstaltungen waren weitere Pressevertreter vor Ort. - Hierdurch konnten die wissenschaftlich-technischen Aspekte, deren wirtschaftliche Perspektiven sowie auch die Förderziele der DBU der Öffentlichkeit kommuniziert werden. - Die stoffliche Nutzung von CO2 wurde von allen Referenten übereinstimmend als machbar und prinzipiell sinnvoll dargestellt. Die Bedeutung dieses Themas wird in Zukunft sicherlich noch zunehmen. Während der Projektlaufzeit wurden allerdings von verschiedenen Anbietern immer mehr Konferenzen mit demselben Schwerpunkt durchgeführt, so dass es zunehmend schwieriger wurde, originelle Themen zu finden und Teilnehmer für die Veranstaltungen zu akquirieren. Insofern erscheint eine Fortführung über den bewilligten und jetzt abgeschlossenen Umfang von drei Tagungen hinaus nicht sinnvoll.
Das Projekt "Analyse des Potentials und der Kosten der Speicherung von CO2 im Utsira Aquifer der Nordsee (Analysis of potentials and costs of storage of CO2 in the Utsira aquifer in the North Sea)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung durchgeführt. This projects aims to provide stakeholders with a detailed overview of the national and regional costs, benefits and bottlenecks of carbon capture and transporting and storing CO2 from countries in the North Sea region into the Utsira formation. This will be done by developing a modelling tool within the framework of the continued model development on the basis of the Pan European NEEDSTIMESmodel and/or national MARKAL/TIMES models. This project is organised into three parts. WP1 and WP2 contain the assumptions needed for the project. WP 3, WP 4 and WP5 contain the analysis of the CCS pathways at both national and regional level. In WP 6 the outcome of WP 1-5 is summarised into a final report and conclusions. In parallel WP 7 coordinate the project and assures that the milestones and deliverables are finished in due time. The results will be published and presented on different IEA ETSAP workshops. The further developed models will be used in the further projects.
Das Projekt "Anforderungen für den sicheren und zuverlässigen CO2-Transport in Pipelines" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Salzgitter Mannesmann Line Pipe GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist der Know-How Aufbau um Anforderungen an Stahlrohre zum Transport von anthropogenem CO2 zu ermitteln, z.B. resultierend aus Verbrennungsprozessen. Spezifische Ziele sind: - Bestimmung von Zähigkeitsanforderungen um langlaufende duktile Rissausbreitung zu kontrollieren - Erstellung von Anforderungen um Rissauslösung zu vermeiden unter Berücksichtigung von Korrosionsaspekte - Ermittlung von experimentellen Erkenntnissen zur Ausbreitung von CO2 während eines Leitungsversagens. Full-Scale Versuche an kurzen Rohrleitungen werden durchgeführt. Das Projekt stellt wichtige Verbesserungen für die Anwendung von CCS-Technologien (Carbon Capture and Storage) zur Reduzierung von Treibhausgasen zur Verfügung.
Das Projekt "DBI: 'Einfluss von CO2 Begleitkomponenten auf die Auslegung und die Gestaltung des Transportnetzes und der Obertageanlage'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Es soll als Modellszenario ein repräsentativer regionaler Cluster unterschiedlicher CO2-Quellen (Zementindustrie, Kraftwerk etc.) betrachtet werden, dessen abgeschiedene CO2-Ströme verschiedene Begleitstoffe enthalten. Diese CO2-Ströme sollen in einem Pipelinenetz zusammengefasst transportiert und in einen geologischen Speicher injiziert werden. Für dieses Szenario soll ein mathematisches Gesamtmodell erstellt werden, das es erlaubt, für verschiedene CO2-Reinheiten und CO2-Strom-Mischungen verlässliche Aussagen zur Machbarkeit von Transport, Injektion und geologischer Speicherung zu treffen Es wird ein regionales Cluster definiert, in dem verschiedene CO2-Emmittenten hinsichtlich Massenstrom und Zusammensetzung variierende CO2-Ströme einspeisen. Auf dieser Basis kann ein mathematisches Gesamtmodell des Transportnetzes erstellt werden, welches z.B. Einspeisepunkte und -mengen enthält. Die technische Auslegung des Transportmodells ermöglicht dann Aussagen zu Druck- und Fließverhalten. Mit dem Transportnetzmodell werden verschiedene Szenarien der Einspeisung simuliert, so dass die Grenzen der Flexibilität des Netzes und der zugehörigen Peripherie ermittelt werden. Die Injektion setzt ebenfalls einzuhaltende Randbedingungen (Druckabfall, Auswirkungen bei Stillstand), so dass in einer ersten Stufe das thermodynamische Verhalten des CO2-Mix in der Bohrung berechnet werden und daraus schlussfolgernd Grenzen für die Gemischzusammensetzung und Volumenschwankungen definiert werden.
Das Projekt "Vorhaben: Untersuchungen zur Akzeptanz neuer Ansätze von CCS - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-STE: Systemforschung und Technologische Entwicklung durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Untersuchung der Akzeptanz von CCS als Prozesskette inklusive Pipelines für den Transport des CO2 vom Abscheidungsort zur Speicherstandort sowie Offshore-Speicherung des CO2. Hierfür werden repräsentative Bevölkerungsbefragungen durchgeführt, um Informationen über die Bekanntheit, das Wissen und die Einstellungen der Bevölkerung zur CO2-Offshore-Speicherung und zu den Pipelines für den Transport des CO2 zu erhalten. Das beantragte Vorhaben ist Teilprojekt im Verbundvorhaben 'Chancen und Grenzen der Akzeptanz von CCS in Deutschland - CCS-Chancen'. Zur Erreichung der Zielsetzung des Teilvorhabens werden drei repräsentative Befragungen durchgeführt: eine bundesweite (n=1000) und zwei regionale (n=500 pro Region). Hierzu werden drei Arbeitsschritte definiert: 1. Entwicklung des Fragebogens, 2. Durchführung der Befragung und 3. Auswertung der Ergebnisse. Diese drei Arbeitsschritte werden von der IEK-STE in Kooperation mit den Projektpartnern umgesetzt werden.
Das Projekt "Destabilisierung und Stabilisierung von Gashydraten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Zwei Technologien sollen im Projekt entwickelt werden: Destabilisierung von Gashydraten mithilfe von Polymeren für deren Abbau. Stabilisierung von Gashydraten mithilfe von Polymeren mit dem Ziel, sie in dieser Form zu transportieren. Die Entwicklung von Polymeren für die Destabilisierung von Glashydraten beinhaltet zwei Aspekte. a) Polymerentwicklung für CH4-Abbau. Hierzu werden bereits vorhandene BASF-Produkte getestet. b) Untersuchung des Polymereinflußes auf die CO2-Hydratstabilität. Da bei der Anwendung es sich nicht nur um CH4-Abbau handelt, sondern auch um gleichzeitige CO2-Sequestrirung, soll sichergestellt werden, dass die für den Abbau eingesetzten Polymere die CO2-Hydratstabilität nicht beeinträchtigen. Wenn dies der Fall sein sollte, sollen zusätzliche Materialien entwickelt werden, die in einem zusätzlichen Prozess-Schritt die CO2-Hydrate stabilisieren. In dem anderen Unterprojekt soll geklärt werden, ob der Stabilitätsbereich der Gashydrate durch den Polymereinsatz erweitert und somit für Transportanwendungen wirtschaftl. interessant gemacht werden kann. Grobes Materialscreening erfolgt bei der BASF, Potenzialkandidaten werden in Laboratorien der Entwicklungspartner untersucht.
Das Projekt "Transport, Injektion und Speicherung von abgeschiedenen CO2-Strömen - TUHH: Auswirkungen von Begleitstoffen in den abgeschiedenen CO2-Strömen eines regionalen Clusters verschiedener Emittenten auf Transport, Injektion und Speicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Gemeinsames Ziel des Verbundvorhabens ist das Verständnis für die Wechselwirkung zwischen CO2-Erzeugungsanlagen, Transportnetz und Speicher bei einem gemeinsam genutzten Transport- und Speichernetz. Dazu muss untersucht werden, welche CO2-Qualitäten und Zusammensetzungen von den verschiedenen industriellen Erzeugern (Kraftwerke, Zementwerke, Stahlwerke und Raffinerien) des regionalen Clusters erzeugt werden, in welchen Mengen diese erzeugt werden und wie sich der zeitliche Verlauf der Einspeisung einzelner Anlagen verhält. Anhand der zeitlichen Verläufe der Einspeisung kann ein gemeinsames Transportnetz für das CO2 ausgelegt werden. Aus dieser Auslegung können die Rückwirkungen für die Steuerung des Netzes bezüglich der Einspeisung abgeleitet werden. Die Auslegung von Erzeugeranlagen und Pipeline und die Erkenntnisse von Injektion und Speicherung finden Eingang in ein Gesamtmodell von den Erzeugern bis zum Speicher. Zum gemeinsamen Betrieb eines Transportnetzes und Speichers ist eine genaue Bilanzierung des Kohlenstoffstroms im Bereich der Erzeugeranlagen notwendig, für die bei industriellen Großanlagen noch ein Konzept entwickelt werden muss. Eine Umladung des CO2-Stroms auf Schiffe muss untersucht werden, falls das CO2 in Offshore-Speichern gespeichert werden soll. Dazu ist die Entwicklung einer Anlage notwendig, die das CO2 auf den benötigten Zustand transformieren kann. Weiterhin sollte das Handling des transportierten CO2 auf See untersucht werden, da es zum Verdampfen und unter Umständen zum Emittieren von CO2 durch Wärmeeintrag aus der Umgebung kommt. Weiterhin ist die Ermittlung von zulässigen Zusammensetzungen und Mengen des CO2 bei der Speicherung erforderlich, um anhand dieser Randbedingungen Erzeugeranlagen und Transportnetz auslegen zu können und deren Kosten zu bestimmen. Bei den Kooperationspartnern wird schwerpunktmäßig der Verbund aus dem Vorgängerprojekt COORAL weiter bestehen, welcher mit weiteren qualifizierten Fachpartnern ergänzt wird. Auf Erkenntnisse aus COORAL wird zugegriffen.
Das Projekt "Teilvorhaben: CO2-Bereitstellung aus Kraftwerksrauchgasen zur Nutzung in photokatalytischen Prozessen (CO2Solar)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnBW Energie Baden-Württemberg AG durchgeführt. Ziel des Verbundprojektes ist die Erforschung einer neuartigen Technologie zur photokatalytischen Reduktion von CO2 mit Sonnenlicht. Ziel des beschriebenen Teilprojekts ist es, die energetischen, technischen und wirtschaftlichen Anforderungen an ein aussichtsreiches Verfahren zur Bereitstellung des Grundstoffs, CO2, aus Kraftwerks-Abgasströmen zu identifizieren. Die notwendigen Reinheiten und Konzentrationen des CO2 werden durch den photokatalytischen Prozess bestimmt. Die Leistungen des photokatalytischen Reaktors sind bisher noch nicht abzusehen. Dagegen sind Standartbedingungen und Aufwendungen für die CO2-Abscheidung in möglichst reiner Form vielfach untersucht worden. In diesem Teilprojekt sollen daher verschiedene Leistungswerte von CO2-Aufkonzentrierung und photokatalytischem Reaktor als System analysiert und die Zusammenhänge der erforderlichen technischen und wirtschaftlichen Randbedingungen ermittelt werden. Im beantragten Vorhaben wird dargestellt, wie durch geringere Anforderungen an die CO2-Konzentration der Aufwand zur CO2-Bereitstellung reduziert werden kann. Dafür sollen die Zusammenhänge zwischen Kosten und erreichbaren Reinheiten aus verschiedenen Wegen der Aufkonzentrierung von CO2 bei zusätzlicher Abreinigung von Rauchgasschadstoffen (SOx, NOx und Staub) untersucht werden. Durch Simulationen werden die Einflüsse auf den Kraftwerksprozess bestimmt. Für den CO2-Transport vom Kraftwerk bis zum Aufbauort des photokatalytischen Reaktors werden die Grobtrassierung sowie der Energie- und Kostenaufwand ermittelt. Aus den Energie- und Emissionsbilanzen werden die Anforderungen an die Leistungen eines sinnvollen Gesamtsystems, an die Leistungen des photokatalytischen Reaktors und im Anschluss daran an die Kosten dargestellt.
Das Projekt "Transsonisch-CO2 - Transsonischer Prozessverdichter axialer Bauart zur Verdichtung von Kohlendioxid" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Diesel & Turbo SE durchgeführt. MAN Energy Solutions entwickelt in dem hier vorliegenden Projekt einen Verdichter axialer Bauweise für die Eigenschaften von CO2, also einem molekular schweren Gas. Dieser Verdichter muss hohe Volumenströme verarbeiten, wie sie insbesondere in Kraftwerksanlagen entstehen. Zu den wichtigsten Optionen bei der Vermeidung von Umweltbelastungen durch den weltweit ansteigenden CO2-Ausstoss gehört die CCS-Technologie; diese unterscheidet verschiedene Verfahren zur CO2-Abscheidung wie die Abtrennung nach Kohlevergasung (Pre-Combustion / IGCC) oder die Abscheidung nach dem Verbrennungsprozess (Post Combustion). Eines jedoch eint diese Verfahren: die Notwendigkeit von CO2-Verdichtern für den Transport des Treibhausgases vom Kraftwerk zum Speicherort und zum Verpressen der entstandenen CO2-Massen. Eine intelligente Lösung zur Förderung großer CO2-Volumina liegt in der Vorverdichtung mittels eines geeigneten Axialverdichters und der damit einhergehenden Reduktion des Volumenstroms sowie anschließender Verdichtung auf den Enddruck mittels eines Radialverdichters. Die Vorteile eines Axialverdichters für CO2 sind dabei die sehr hohen Wirkungsgrade, die Möglichkeit der Verdichtung großer Volumenströme in einem einzigen Verdichtergehäuse, die Wärmenutzung aus der Kompression in Kraftwerksprozessen und die mechanische Zuverlässigkeit des Kompressors. Die Kombination von hohen Wirkungsgraden, Zwischenkühlungen und dem Eintrag von Abwärme in den Prozess resultiert in einem geringstmöglichen Energieverbrauch für die Verdichtung. Im Rahmen des Forschungsprojektes werden die Grundlagen der Axialverdichterauslegung für CO2 erarbeitet, auf deren Basis transsonische Prozessverdichter zur Förderung großer CO2-Volumina ausgelegt werden können. Da mit der CO2-Verdichtung mittels eines Axialverdichters Neuland betreten wird, ist sowohl eine Verifikation der numerischen Werkzeuge als auch eine Validierung der angewandten Modelle zwingend erforderlich. Zu diesem Zweck wird ein Versuchsverdichter entwickelt, welcher durch eine umfangreiche Instrumentierung und ein intelligentes Messprogramm alle erforderlichen Messdaten bereitstellt. Die hier weiterentwickelte Technologie zur Verdichtung schwerer Gase mittels eines großen Axialverdichters eignet sich daneben auch für den Einsatz in großskaligen Produktionsanlagen zur Kompression von Kohlenwasserstoffen, Erdgas sowie Stickoxiden oder Wasserstoff. Diese Grundstoffe sind vor dem Hintergrund eines globalen Bevölkerungswachstums ebenso essentieller Bestandteil wirtschaftlichen Wachstums und sozialen Wohlstandes wie eine stabile und ausreichend dimensionierte Energieversorgung. Für die vornehmlichen Standorte dieser Anlagen im asiatischen, afrikanischen und südamerikanischen Raum spielt die Verfügbarkeit der hier entwickelten Technologien also eine nicht unbedeutende Rolle bei der langfristigen Entwicklung von Schwellen- zu Industrienationen.
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