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.
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 "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 "DBI: Werkstoffauswahl und Festlegung von Obergrenzen für Verunreinigungen in variierenden CO2-Strömen auf Grund von realitätsnahen Korrosionsexperimenten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung durchgeführt. Im Verbundvorhaben wird erforscht, wie sich Veränderungen in Zusammensetzung und Massenstrom eines aus mehreren CO2-Quellen zusammengeführten CO2-Stroms entlang der gesamten Carbon Capture Storage (CCS)-Prozesskette auswirken. Unter anderem wird die reaktive Wirkung des CO2-Stroms auf Anlagenteile, Pipeline-Stähle, Bohrlochzemente und Speichergesteine untersucht. Als Modellszenario wird ein regionaler Cluster verschiedener CO2-Quellen betrachtet, deren abgeschiedene CO2-Ströme in einer Sammelpipeline transportiert und in einen generischen geologischen Speicher injiziert werden. Aus den Untersuchungsergebnissen sollen Empfehlungen zur Definition von Reinheitsanforderungen an CO2-Ströme für ihre Einspeisung in ein übergeordnetes CO2-Transport- und Speichernetzwerk abgeleitet werden.
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 "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 "Vorhaben: Tiefenanalyse von CO2-Speicherprojekten in Deutschland und Untersuchung von Akzeptanzfaktoren bei neuen CCS Ansätzen - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es zu analysieren, welche Chancen und Grenzen es für die Akzeptanz von CCS in Deutschland gibt. Im Fokus steht die Identifikation von Faktoren und Prozessen, die Einfluss nehmen auf die Akzeptanz von CCS in Deutschland. Hierfür kommt ein multi-methodaler Ansatz zum Einsatz, der qualitative und quantitative sozialwissenschaftliche Verfahren enthält. Die Projektergebnisse sollen gesellschaftlichen Akteuren aus Politik, Wissenschaft und Wirtschaft eine konkrete Informationsbasis zur CCS-Akzeptanz liefern sowie zu möglichen Strategien einer gesellschaftlichen Diskussion zu CCS. Das Vorhaben umfasst folgende Arbeitspakete: AP 1 Tiefenanalyse von Speicherungsprojekten in Deutschland durch Fallstudien, AP 2 Aktueller Stand zur Akzeptanz für neue Ansätze von CCS, Erhebung durch eine Breitenbefragung, AP 3 Experimentalstudie zu Akzeptanzfaktoren bei neuen Ansätzen von CCS, AP 4 Entwicklung partizipativer Verfahren zu CCS, AP 5 Zusammenführung und Verwertung der Ergebnisse sowie AP6 Projektkoordination und Management. Das Fraunhofer ISI koordiniert das Verbundvorhaben insgesamt, leitet die AP 1, 3, 5 und 6 und ist in den AP 2 und 4 unterstützend tätig.
Das Projekt "Mesoskaliges Monitoring von CO2-Entgasungsgebieten mit geophysikalischen Methoden - Geoelektrik und Elektromagnetik (SP3) - Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GGL Geophysik und Geotechnik Leipzig GmbH durchgeführt. Innerhalb des Vorhabens sollen unterschiedliche geoelektrische und elektromagnetische Messverfahren (z.B. Gleichstromgeoelektrik, EM34 oder auch Eigenpotentiale) zur Erkundung von potentiell vorhandenen Migrationswegen durchgeführt werden. Dazu wird Folgendes untersucht: Welche der Verfahren sind für diese Art der Erkundung generell einsetzbar und wie können die einzelnen Verfahren unterschiedlichen Skalen (Auflösungsbereichen) zugeordnet werden? Wie muss die strukturelle Erkundung aufgebaut sein, um Wegsamkeiten zu erkennen? Wie beeinflusst das gasförmige CO2 die Messwerte selbst und ist dieser Einfluss messbar? Potentielle Wegsamkeiten und der CO2-Gehalt können sich überlagern und gegenseitig beeinflussen. Dabei ist auch zu untersuchen, ob diese Effekte voneinander getrennt werden können oder ob die Überlagerung eventuell den Messeffekt verstärkt. Ferner ist die Übertragbarkeit der am natürlichen Analogon gewonnenen Erkenntnisse auf die Verhältnisse an einer realen CCS-Site zu beurteilen. Hierbei ist von Interesse, ob und welche Anpassungen notwendig sind, um diese Erkenntnisse und Methoden zu übertragen.
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 "CCS; Entwicklung ausgewählter Regelungsvorschläge zur Konkretisierung gesetzlicher Anforderungen bei Rechtsverordnungen zur CO2-Speicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Institut. Institut für angewandte Ökologie e.V. durchgeführt. Der Gesetzgeber wird den gesetzlichen Rahmen für die Abscheidung, den Transport und die Speicherung von CO2, auch wegen der Verpflichtung zur Umsetzung der Vorgaben des EG-Rechts, voraussichtlich in der 17. Legislaturperiode schaffen. Der gesetzliche Rahmen wird wegen der komplexen Materie durch ein untergesetzliches Regelwerk, d. h. Rechtsverordnungen, konkretisiert werden müssen. Die Rechtsverordnungen werden sowohl technische Anforderungen an die Errichtung und den Betrieb von CO2-Speichern als auch Anforderungen an die Pflichten der Betreiber der CO2-Speicher näher regeln. Daneben werden - je nach gesetzlicher Regelungstiefe - vor allem die Anforderungen und Ausgestaltung der Haftungsregelungen, der Deckungsvorsorge und der Nachsorge durch Rechtsverordnungen näher zu bestimmen sein. Aufgrund der Zuständigkeitsverteilung in der Bundesregierung - wie auch bei den Vorarbeiten für den gesetzlichen Rahmen geplant - ist zu erwarten, dass das Umweltressort für den Erlass der meisten Rechtsverordnungen federführend sein wird. Ziel des Forschungsprojektes ist es, unter Beachtung der fachlichen Grundlagen die Entwicklung der untergesetzlichen Regelungen für die CO2-Speicherung vorzubereiten sowie BMU und UBA bei der Erarbeitung des untergesetzlichen Regelwerkes für die CO2-Speicherung zu beraten. Das Forschungsprojekt dient dazu, relevante Rechts- und Fachfragen zu identifizieren und u. a. für ausgewählte Rechtsfragen Lösungsvorschläge sowie technische Anforderungen an die Speicher oder an den CO2-Strom entwickeln. Hierbei stehen die rechtssichere, sachgerechte und anspruchsvolle Umsetzung der gesetzlichen Vorgaben auf Grundlage der fachlichen Anforderungen im Mittelpunkt.
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