2016-01-01  –  2021-06-30

8.121.844,00 EUR

Technische Universität Darmstadt - Fachbereich Maschinenbau - Institut für Energiesysteme und Energietechnik, Darmstadt, Hessen

03ET7048A

CO2 Umwandlung in Sonstiges [EA1362]

01163264/1  –  Fabiene

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Die Kombination von energetischer und stofflicher Nutzung von Kohle (Polygeneration) bietet die Möglichkeit die Auslastung eines IGCC-Kraftwerks beträchtlich zu erhöhen. Hierzu wird ein konstanter Synthesegasstrom erzeugt, welcher bei niedrigem Strombedarf verstärkt zur Kraftstofferzeugung genutzt wird. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines Anlagenkonzepts zur flexiblen Herstellung von Strom und Kraftstoffen (z.B. Fischer-Tropsch-Kraftstoff, Methan, Methanol) aus Braunkohle. Dabei soll die gesamte Prozesskette vom Rohstoff (Braunkohle) bis zum Produkt (Strom bzw. Kraftstoff) betrachtet werden. Die Prozesskette beinhaltet die Vergasung der Braunkohle, die Aufbereitung des Rohgases zur Bereitstellung der erforderlichen Synthesegasqualität sowie die Umwandlung des Synthesegases zum einen in Strom mittels eines kombinierten Gas- und Dampfturbinenprozesses (GuD) und zum anderen in Kraftstoff mittels Katalyse. Die gesamte Prozesskette soll im Pilotmaßstab erprobt werden. Hierzu wird eine bestehende Wirbelschicht-Versuchsanlage zur Vergasung fester Brennstoffe mit einer thermischen Leistung von 0,5 MWth um eine Gasaufbereitungsanlage erweitert, so dass ein reales Synthesegas erzeugt werden kann, welches in einem Katalysator-Teststand in Kraftstoffe konvertiert wird. In dieser Anlagenkonfiguration soll in zahlreichen Versuchsreihen die Prozesskette zur Herstellung von Fischer-Tropsch-Kraftstoff, Methan und Methanol aus Braunkohle unter realen Bedingungen untersucht werden. Anhand der Ergebnisse der Pilotanlage sollen fortschrittliche Simulationsmodelle umfassend validiert werden, welche letztendlich zur Auslegung und Kostenabschätzung einer industriellen Anlage (100-300 MWth) eingesetzt werden. Besonderes Augenmerk soll auf die dynamische Optimierung der Umschaltvorgänge zwischen Strom- bzw. Kraftstofferzeugung gelegt werden.