Verbundvorhaben: ESCO - Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid; Teilvorhaben: Fertigung verbesserter additiv gefertigter Hochleistungswärmeübertrager mit modifizierten Materialien.
Zeitraum
2024-04-01 – 2027-03-31
Bewilligte Summe
206.263,63 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EE5157D
Leistungsplansystematik
Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Sonstige Systeme [EA1324]
Verbundvorhaben
01256140/1 – ESCO - Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)
Förderprogramm
Energie
Die übergreifende Zielstellung des Vorhabens ESCO ist die grundlegende technische Konzeption von Systemen und Komponenten von sCO2-Kreisläufen für die Abwärmerückverstromung sowie für thermische Energiespeicher. Das Vorhaben stützt sich dabei auf die im Projekt CARBOSOLA gewonnenen Erkenntnisse, insbesondere der Nutzung der am HZDR aufgebauten Versuchsanlage. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele lassen sich in drei Themenbereiche untergliedern: 1.) Entwicklung neuartiger Komponenten sowie Materialien und Beschichtungen für mit sCO2 betriebene Energieanlagen: Es werden kosteneffiziente Komponentendesigns untersucht sowie geeignete Materialien und Werkstoffe erprobt. Dies betrifft ebenfalls die Integration eines thermischen Energiespeichers in den sCO2-Prozess. 2.) Betrieb, Prozessregelung und Messtechnik: Es werden Untersuchungen zum transienten bzw. dynamischen Betrieb von sCO2-Anlagen sowohl theoretisch als auch experimentell durchgeführt. Die hierfür benötigte Messtechnik wird sowohl für Massenstrombestimmung bei hohen Temperaturen und Drücken, als auch für zweiphasige Zustände entwickelt und experimentell qualifiziert. 3.): Systemcharakterisierung und techno-ökonomische Analysen für Kreisläufe mit kontrollierter Wärmeabfuhr, mit thermischen Energiespeichern und mit Fluidgemischen: Eine neuartige Systemarchitektur für sCO2-Wärmekraftmaschine mittels temperaturstabilisierter Wärmeabfuhr bietet das Potential, den Kreislaufwirkungsgrad zu erhöhen und ganzjährig einen stabilen Betriebspunkt zu gewährleisten. Weiterhin werden unterschiedliche Anlagenkonzepte für die elektrothermische Energiespeicherung aus erneuerbaren Energien untersucht, welche einen Elektroerhitzer oder eine sCO2-basierte Wärmepumpe zur Beladung des Speichers in Betracht ziehen. Schließlich wird der Einfluss von sCO2-basierten Fluidgemischen oder Verunreinigungen untersucht und mögliche Wirkungsgradsteigerungen identifiziert.