Industrielle Dampferzeugung mit 100% CO2 Abscheidung und nicht-signifikanter Wirkungsgradeinbuße - Maßstabsvergrößerung der Chemical Looping

Die Technologie der Chemical-Looping Verbrennung (CLC) birgt ein einzigartiges Potenzial in Bezug auf die Möglichkeit, CO2 im Zuge des Verbrennungsvorganges in konzentrierter Form zu erhalten und dadurch aufwändige Gastrennverfahren zur CO2-Abscheidung aus Verbrennungsabgas zu vermeiden. Eine Anwendung mit großer Nähe zu Marktreife ist die Erzeugung von Prozessdampf in erdgasbefeuerten Kesseln, wo die heizwertbasierte Wirkungsgradeinbuße zur CO2-Abscheidung mit CLC nur 1 %-Punkt beträgt im Vergelich zu 15 %-Punkten mit Aminwäschern oder 8 %-Punkten mit Reinsauerstoffverbrennung (alles bei 95% Abscheiderate gerechnet). Eine Reduktion der CO2-Vermeidungskosten um 60% im Vergleich zur Aminwäschertechnologie resultiert aus der höheren Energieeffizienz der CLC-Technologie. Eine unbedingte Notwendigkeit für die Maßstabsvergrößerung von Wirbelschichtsystemen für diese Technologie ist die Verfügbarkeit eines adäquaten Sauerstoffträgermaterials. Das Projekt SUCCESS befasst sich daher mit der Maßstabsvergrößerung der Sauerstoffträgerproduktion in den 100-Tonnen-Bereich und der Technologie in den Megawattbereich. Industriell verfügbare Rohstoffe werden zur Produktion von umweltverträglichen Sauerstoffträgerpartikeln, die im vorangegangenen Projekt INNOCUOUS vorgeschlagen wurden, herangezogen. Das Projekt SUCCESS beinhaltet: i) Anwendung der Sauerstoffträgerproduktionsmethoden auf industriell notwendigem Maßstab und Sicherstellung der Leistungsfähigkeit dieser Methoden ii) Entwicklung eines Teststandards für die mechanische Stabilität der Sauerstoffträgerpartikel iii) Verifikation der produzierten Sauerstoffträger in vier unterschiedlichen kleineren Pilotanlagen (< 150 kW) iv) Betrieb mit gasförmigen Brennstoffen in einer 1 MW Pilotanlage, was einen Scale-Up Faktor von 10 zum Staus Quo bedeutet v) Detailierte Analyse der Reaktionsmechanismen und Fluiddynamic vi) Verwendung der Testergebnisse zur Optimierung eines 10 MW Analagendesigns sowie techno-ökonomische Analyse einer Großanlage vii) Gesundheitsschädlichkeits-, Sicherheits- und Umweltverträglichkeitsanalyse der Sauerstoffträgerproduktion und der Sauerstoffträgerhandhabung inklusive Wiederverwendungs- und Wiederverwertungsstrategien viii) Kostenvoranschläge für die Produktion von mehr als 100 Tonnen Sauerstoffträgermaterial SUCCESS bündelt das CLC-KnowHow europäischer Schlüsselinstitutionen, kann so die Fortsetzung der europäischen Führungsrolle bei der Entwicklung der CLC Technologie sichern und die Technologie einen entscheidenden Schritt weiter bringen