Das Projekt "Teilprojekt 4: Einbindung der Anlage in den Standort Mannheim der GKM AG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Großkraftwerk Mannheim AG durchgeführt. Das Carbonate-Looping-Verfahren ist eine wirkungsvolle und umweltfreundliche Methode, CO2 nach der Verbrennung aus den Kraftwerksabgasen abzutrennen. Der Energiebedarf und die Kosten für die CO2-Abscheidung fallen beim Carbonate-Looping-Verfahren geringer aus als bei konkurrierenden Verfahren. Die Machbarkeit und die Kosten des Baus und Betriebs einer 20 MWth Pilotanlage bestehend aus zwei gekoppelten Wirbelschichtanlagen zur CO2-Absorption (Karbonisierung) bzw. CO2-Desorption (Kalzinierung) am Standort GKM Mannheim sollen im Detail untersucht werden. Das Vorhaben gliedert sich in 4 Teilprojekte (TP).TP1: Prozessauslegung der CL-II Anlage (geleitet vom EST), TP2: Wasser-/Dampfseitige Auslegung der CL-II Anlage (geleitet von FBE), TP3: Feststoff- und Gasseitige Auslegung der CL-II Anlage (geleitet von Alstom), TP4: Einbindung der CL-II Anlage in den Standort Mannheim (geleitet vom GKM). In TP 4 erfolgt die fiktive Einbindung der CL-II Anlage in den Standort Mannheim in Verbindung mit einer Aufstellungsplanung und Kostenabschätzung.
Das Projekt "CO2-Abscheidung mit Kalkstein" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fisia Babcock Environment GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Konzepts für die CO2-Abscheidung aus Rauchgasen von Kohlekraftwerken mittels Kalkstein bis zur Marktreife. Hierzu wird eine Versuchsanlage im 1 MWth-Maßstab aufgebaut und daran Untersuchungen durchgeführt. Die Untersuchungen betreffen den Übergang von CO2 aus dem Rauchgas an das Kalk-Adsorbens im Carbonator und die thermische Regeneration des Adsorbens im Kalzinator. Die Anlage wird zunächst mit synthetischem Rauchgas betrieben. Nach dem Umbau der Brennkammer werden Untersuchungen mit kohlestämmigem Rauchgas durchgeführt. Der Kalzinator wird zunächst mit Luft gefeuert, bevor letztendlich Sauerstoff zum Einsatz kommt. Begleitend soll ein Simulationswerkzeug entwickelt werden, welches unter Einbeziehung der aus dem Versuchsbetrieb gewonnenen Erkenntnisse zur Konzeption einer Pilotanlage im Maßstab größer als 20 MWth und zur Berechnung einer Großanlage eingesetzt wird. Die Ergebnisse dieses Vorhabens dienen der fundierten Beurteilung des Verfahrens hinsichtlich technischer Machbarkeit, Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit. Im Anschluss an das Vorhabens ist die Erstellung und der Betrieb einer größer als 20 MW Pilotanlage beabsichtigt.
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 "Einsatz einer mobilen Anlage zur CO2 Abtrennung aus Rauchgasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Lehrstuhl Strömungsmechanik durchgeführt. Im Juni 2009 erfolgte der Start des im Rahmen der HighTech.NRW Ausschreibung und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) geförderten Projektes zum Einsatz einer mobilen Anlage zur CO2-Abtrennung aus Rauchgasen. Projektinhalt ist der Bau einer mobilen Anlage zur Rauchgaswäsche nach dem Post-Combustion-Capture Verfahren (PCC) und deren Betrieb mit unterschiedlichen Waschmitteln unter realen Bedingungen an verschiedenen Standorten (Stein- und Braunkohlekraftwerken). Das aktuelle Projekt baut auf den Erkenntnissen aus dem vorangegangenen Projekt 'Analyse zur Nachrüstung von Kohlekraftwerken mit einer CO2-Rückhaltung' auf und schlägt mit seiner praxisnahen Ausrichtung eine Brücke zwischen Forschung und Industrie. Durchgeführt wird das Projekt in Kooperation der Universität Duisburg-Essen (Lehrstuhl für Umweltverfahrenstechnik und Anlagenbau (LUAT)), dem Institut für Energie- und Umwelttechnik e.V. (IUTA), der TU Dortmund (Lehrstuhl für Umwelttechnik) und der ef.Ruhr-Forschungs GmbH. Projektpartner aus der Industrie sind E.ON Energie AG, Hitachi Power Europe GmbH und Stadtwerke Duisburg AG. Das Projekt hat eine Laufzeit von 3 Jahren mit einem Projektvolumen von 4,4 Mio. €. Das Vorhaben wird zu 82Prozent vom Land NRW (HighTech.NRW) und dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und zu 5Prozent von den Industriepartnern gefördert.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wacker Chemie AG durchgeführt. Die Teilprojekte des Projektclusters iC4 zielen auf die Teilaspekte der Abtrennung und die Umwandlung von CO2. Zweck ist die Überführung von (regenerativ erzeugtem) Wasserstoff in eine leicht handhabbare Speicherform (Methan) und damit die stoffliche Speicherung überschüssiger elektrischer Energie. Ziel bei ist die Entwicklung neuer Kompositmembranen für die Abtrennung von CO2 aus verschiedenen Stoffströmen. Im Verbund von Industrie- und akademischen Partnern (TU-München, FHG, Wacker Chemie AG) sollen hochpermeable Trägermembranen (als Flach- und Hohlfasermembran) entwickelt werden, für die neuartige selektive Polymere als Trennschicht zum Einsatz kommen sollen. Die Membraneigenschaften sollen durch Linde technologisch und ökonomisch bewertet und unter realen Bedingungen in einer Pilotanlage getestet werden. Des Weiteren erfolgt die Entwicklung geeigneter Katalysatoren und Reaktorkonzepte zur effizienten Umsetzung von Kohlendioxid (aus verschiedenen, realen Quellen) mit Wasserstoff zu Methan (CO2-Methanisierung). Begleitend zu den Arbeiten der Partner TU-München, Wacker Chemie AG, Süd-Chemie und MAN Diesel & Turbo sollen Prozessauslegung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durch Linde und dem Energieversorger E.ON erfolgen.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Die Teilprojekte des Clusters iC4 zielen auf Abtrennung und Umwandlung von CO2. Zweck ist die Überführung von (regenerativ erzeugtem) Wasserstoff in eine leicht handhabbare Form (Methan) und damit die stoffliche Speicherung überschüssiger elektrischer Energie. Ziel sind neue Kompositmembranen für Abtrennung von CO2. Im Verbund von Industrie- und akademischen Partnern sollen Membranen entwickelt werden, für die neuartige Polymere als Trennschicht zum Einsatz kommen. Deren Eigenschaften sollen durch Linde technologisch und ökonomisch bewertet und in einer Pilotanlage getestet werden. Es werden Zielgrößen für die Membranentwicklung definiert. Wirkungsgrad und spezif. Energieverbrauch der Membranen sollen in möglichen Prozessvarianten simuliert und mit konventionellen Verfahren verglichen werden. Die Ergebnisse gehen als Rückkopplung in die laufende Entwicklung ein und dienen als Indikator für mögliche Einsatzgebiete. Weiterhin steht die Entwicklung von Katalysatoren und Reaktorkonzepte zur Umsetzung von Kohlendioxid mit Wasserstoff zu Methan (CO2-Methanisierung) im Fokus. Dabei wird ein Engineeringkonzept für die Methanisierung ausgehend von CO2 und H2 bis zum CH4-Produkt erstellt. Dies beinhaltet Material- und Energiebilanzen, Apparatedimensionierung sowie eine Verfahrens- und Kostenschätzung.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MAN Diesel & Turbo SE durchgeführt. Das Teilprojekt des Projektclusters iC4 zielt auf den Aspekt der Umwandlung von CO2. Zweck ist die Überführung von (regenerativ erzeugtem) Wasserstoff in eine leicht handhabbare Speicherform (Methan) und damit die stoffliche Speicherung überschüssiger elektrischer Energie. Die Arbeiten zielen auf die Entwicklung und Charakterisierung von geeigneten Katalysatoren zur effizienten Umsetzung von Kohlendioxid (aus verschiedenen, realen Quellen) mit Wasserstoff zu Methan (CO2-Methanisierung). Begleitend zu den Arbeiten der Partner TU-München, Wacker Chemie, SÜD-CHEMIE und MAN Diesel & Turbo sollen Prozessplanung und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung durch Linde und den Energieversorger E.ON erfolgen. Arbeitsplanung: Zunächst soll die Versuchsanlage zur Pilotierung der besten Katalysatoren ausgelegt, konstruiert und gefertigt werden, so dass im ersten Halbjahr des Projektes noch ein Inbetriebnahme erfolgen kann. In der Pilotanlage erfolgt die Durchführung von Messkampagnien für die verschiedenen ausgewählten und charakterisierten Katalysatoren. Die Versuchsplanung und -durchführung erfolgt in Abstimmung mit der TU-München und dem jeweiligen Katalysatorhersteller (Wacker Chemie, Süd-Chemie).
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 "Teilprojekt TUHH/SPE" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Feststoffverfahrenstechnik und Partikeltechnologie V-3 durchgeführt. Im Rahmen des Gesamtziels, der Entwicklung eines Verfahrens zur Chemical Looping Combustion (CLC) von festen Brennstoffen, sollen im vorliegenden Projekt hauptsächlich zwei Fragestellungen untersucht werden. Das erste Ziel ist es, einen Prozess zu entwickeln, der es erlaubt, die Sauerststoffträgerpartikeln möglichst vollständig von den Brennstoffpartikeln zu trennen, wobei gleichzeitig verhindert werden muss, dass Luft, bzw. Stickstoffhaltige Abgase aus dem Oxydationsreaktor in den Brennstoffreaktor gelangen. Darüber hinaus muss gewährleistet werden, dass die CO-Emissionenn bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten. Das zweite Ziel besteht darin, einen synthetischen Sauerstoffträger zu entwickeln, der einerseits hinsichtlich Aktivität und Umsatz optimiert ist und andererseits eine ausreichende Bruch- und Abriebsfestigkeit aufweist. Zur Erreichung des Ziels sollen zunächst Versuche im Labor durchgeführt werden. Hier werden die Oxydations- und Reduktionskinetiken unterschiedlicher Sauerstoffträger untersucht und die Abriebsfestigkeit gemessen. Parallel hierzu wird ein Simulationsmodell des CLC-Prozesses auf der Basis des Simulationspaketes SolidSim entwickelt, das zur Planung einer optimalen Verschaltungsvariante benutzt werden soll. Darauf basierend sollen dann bereits existierende Wirbelschichtfeuerungsanlagen mit neu zu bauenden Anlagenkomponenten zur CLC-Anlage verschaltet werden, an der dann Versuche im Technikumsmaßstab durchgeführt werden sollen.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Landwirtschaft und Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Pflanzenökologie (Botanik II) durchgeführt. Technologien und Konzepte zur Abscheidung von CO2 unter der Nutzung von Biomasse (biobasierte Negative-Emissionen-Technologien - NETs) sind ein zentrales Element von Netto-null-Politikstrategien. Sie sind eingebettet in land- und forstwirtschaftliche Wertschöpfungsketten, in unterschiedlichster Weise realisierbar und stehen im Wettbewerb mit der Bereitstellung von Materialen und Energie. Jedoch sind diese Konzepte bisher nicht realisiert und durch vielfältige Risiken in der Machbarkeit und Markteinführung gekennzeichnet, u.a. auch weil eine ganzheitliche und die lokalen und regionalen Gegebenheiten berücksichtigende Bewertung bisher fehlt. Hier setzt das Vorhaben BioNET (Multi-level assessment of bio-based NETs) an und stellt eine problemadäquate Wissensbasis für die Bewertung von biobasierten NETs in Deutschland bereit. Dabei werden neue sozialwissenschaftliche Ansätze mit etablierten Methoden der Modellierung des Wettbewerbs um die begrenzte Biomasse und Trade-off-Analysen kombiniert, um die notwendige Entscheidungsunterstützung zu erarbeiten. Innerhalb dieses Vorhabens beteiligt sich die JLU Insbesondere an NET basierten Ansätzen für die Landwirtschaft durch eine Zusammenstellung möglicher NET Optionen und deren Voraussetzungskriterien zur Umsetzung.
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| Bund | 253 |
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