Das Projekt "Stand der Technik von Kraftwerken mit Abscheidung von CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TuTech Innovation GmbH durchgeführt. A) Problemstellung: Zur Begrenzung von CO2-Emissionen in die Atmosphäre sind neue Kraftwerkstypen zum Einsatz von fossilen (oder biogenen) Brennstoffen in der Entwicklung, bei denen das entstehende Kohlendioxid kontrolliert abgeschieden werden soll. Parallel arbeitet die Industrie an Verfahren, auch konventionelle Dampfkraftwerke oder GuD-Anlagen mit einer CO2-Abscheidung nachzurüsten. Die CO2-Abscheidung ist Voraussetzung für den Transport und die beabsichtigte dauerhafte Ablagerung des CO2 ('CCS': Carbon, Capture and Storage). Die neuen Kraftwerkstypen und Abscheideverfahren sollen bis 2020 kommerziell verfügbar sein. B) Handlungsbedarf (BMU oder UBA): CCS-Kraftwerke unterscheiden sich im Aufbau - hier vor allem auf der Feuerungsseite - und Abgasseite - erheblich von bisherigen Dampfkraftwerken oder GuD-Anlagen; der Stand der Technik zur Begrenzung von Umweltbelastungen aus diesen Anlagen (vor allem Emissionen in die Luft wie z.B. SO2, NOx, Staub, Hg, weitere Schwermetalle, aber auch Abwasser, Abfall, ggf. auch Lärm) ist derzeit kaum bekannt. Hinzu kommt, dass die 13. BImSchV (Großfeuerungs- und Gasturbinen-Verordnung) in ihrer gegenwärtigen Form auf CCS-Kraftwerke kaum anwendbar sein wird. Es ist daher erforderlich, in den kommenden ca. 4 Jahren im Rahmen von voraussichtlich 3 oder 4 aufeinander aufbauenden Vorhaben die fachlichen Grundlagen für die immissionsschutzrechtliche Genehmigung von CCS-Kraftwerken zu schaffen. C) Ziel des Vorhabens ist: Identifikation der relevanten Quellen von Umweltbelastungen von CCS-Kraftwerken, Ersterhebung des Standes der Technik der wesentlichen Komponenten von CCS-Kraftwerken, Entwicklung von Vorschlägen, wie die Überwachung künftiger Anforderungen zur Emissionsbegrenzung den besonderen Bedingungen in CCS-Kraftwerken gerecht werden kann. Die nachfolgenden Vorhaben sollen schwerpunktmäßig die künftigen CCS-Pilot- und Demonstrationsanlagen untersuchen (Konkretisierung des Standes der Technik) und schließlich Vorschläge für materielle Anforderungen an kommerzielle CCS-Kraftwerke und deren Überwachung entwickeln.
Das Projekt "Weiterentwicklung des Oxyfuel-Prozesses für Steinkohle mit CO2-Abscheidung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundvorhabens ADECOS, welches im Rahmen des COORETEC Programms des BMWi durchgeführt wird. Darin wird für den Brennstoff Steinkohle der Oxyfuel-Kraftwerksprozess als eine CCS-Technologieoption zur Reduzierung der CO2 Emissionen auf seine Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit hin überprüft. Es wird eine breit angelegte Untersuchung des Gesamtprozesses mit vertieften Analysen relevanter Einzelaspekte einschließlich des Rückflusses der Ergebnisse in die Gesamtprozessanalyse vorgenommen. Die Forschungsaktivitäten werden in vier Teilprojekte (TP) unterteilt: TP 1: CO2-Abtrennung, Phasengleichgewichtsuntersuchung von CO2 in Anwesenheit von N2, O2 und Ar. TP 2: Experimentelle feuerungstechnische Untersuchungen. TP 3: Optimierung des Dampferzeugers. TP 4: Geschlossene Optimierung des Gesamtprozesses. Wenn nachgewiesen werden kann, dass der Prozess wirtschaftlich und technologisch sinnvoll ist, werden die Ergebnisse für Auslegung und Bau einer Demonstrationsanlage verwendet, um auf deren Basis in ca. 15 Jahren eine erste großtechnische Anlage nach diesem Prinzip zu bauen.
Das Projekt "Verbundprojekt: Oxyfuel-Prozess für Steinkohle mit CO2-Abscheidung (Teil des Verbundprojektes ADECOS II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Dieses Vorhaben ist Teil des Verbundvorhabens ADECOS II. Darin wird für den Brennstoff Steinkohle der Oxyfuel-Kraftwerksprozess als eine Technologieoption zur Reduzierung der CO2-Emissionen auf seine Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit überprüft. Dazu wird eine breit angelegte Untersuchung des Gesamtprozesses mit vertieften Analysen relevanter Einzelaspekte und Rückfluss der Ergebnisse in die Gesamtprozessanalyse vorgenommen. So soll eine klare Aussage über die weiteren Aussichten und die praxisrelevante Realisierung eines Steinkohle Oxyfuel-Prozesses getroffen werden. Die Forschungsaktivitäten werden in vier Teilprojekte (TP) unterteilt: TP 1: Rauchgastrocknung und CO2-Abtrennung, Phasengleichgewichtsuntersuchung von CO2 und O2 in Anwesenheit von N2 und Ar. TP 2: Experimentelle feuerungstechnische Untersuchungen. TP 3: Optimierung des Dampferzeugers. TP 4: Geschlossene Optimierung des Gesamtprozesses. Die Ergebnisse werden die Verfeinerung des Konzepts für eine Pilotanlage unterstützen. Darüber hinaus werden sie in der Auslegung und Bau wirtschaftlich und technologisch sinnvoller Demonstrations- und später großtechnischen Anlagen auf der Basis des Oxyfuel-Prozesses beitragen.
Das Projekt "Vergleich der in COORETEC verfolgten Kraftwerksprozesse unter einheitlichen realitätsnahen Randbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Zum Vergleich der in COORETEC betrachteten Kraftwerksprozesse (GuD-, DKW-, Oxyfuel- und Oxycoal-Prozess, IGCC mit CO2-Abtrennung, DKW mit MEA) werden einheitliche Annahmen und Randbedingungen aufgestellt und Prozessanalysen durchgeführt. Aussagen über die heute machbaren Technologien sowie deren CO2-Vermeidungspotential werden getroffen. Aufgrund der großen Unterschiede zwischen den zu betrachtenden Prozessen müssen die Anlagen- und Betriebsparameter miteinander vergleichbar gestaltet werden. Dies umfasst die Identifizierung aller Parameter und die Definition realitätsnaher, standardisierter Werte für alle Einflussgrößen. Mittels Modellierung und Simulation werden Aussagen über die heute erreichbaren Wirkungsgrade und das Wirkungsgradpotential einzelner Technologien gemacht. Wesentliches Ergebnis der Studie ist es, Aussagen zu treffen, welche Prozesse unter realitätsnahen und vergleichbaren Randbedingungen das größte technische und wirtschaftliche Potenzial besitzen, den Klimaschutz schnellstmöglich voranzutreiben. Die hierbei entwickelten standardisierten Annahmen und Randbedingungen sollen auch bei der zukünftigen Untersuchung von alternativen Prozessen Anwendung finden.
Das Projekt "Teilprojekt: Prozessgasdefinition, Transportnetz und Korrosion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Energietechnik M-5 durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojektes COORAL (CO2- Reinheit für Abscheidung und Lagerung) sollen die Konzentrationen der Gasverunreinigungen, die für den Betrieb von CO2-Abscheideanlagen und Untergrundspeicher zulässig sind, ermittelt werden und die Möglichkeiten zu deren Beeinflussung durch den Betrieb des Kraftwerkes und der CO2-Abscheide- und Aufbereitungsprozesse dargestellt werden. Dafür werden die Auswirkungen der Verunreinigungen auf Transport, Injektion und Lagerung betrachtet und die Prozesse zur CO2-Abscheidung in fossilen Kraftwerken (Oxyfuel- und Oxycoal-Prozess, IGCC-Prozess mit CO2-Abtrennung (Pre-Combustion Capture), Dampfkraftwerk-Prozess mit chemischer Absorption (Post-Combustion Capture, Rauchgaswäsche)) unter diesen Aspekten, in Abhängigkeit der Betriebsweise und anderen Randbedingungen bewertet.