Entwicklung eines CO2-freien, wasserstoffbefeuerten Dampferzeugers

Description: Im Zuge der Dekarbonisierung der Energieerzeugung werden neuartige Speicher und Energieumwandlungstechnologien erforderlich, um den volatilen Strom- und Wärmebedarf effizient zu decken. Eine vielversprechende Möglichkeit ist dabei die Erzeugung von Wasserstoff mit Strom aus erneuerbaren Energien mittels Elektrolyse. Die chemisch in Form von Wasserstoff gespeicherte Energie kann dann zum Ausgleich des volatilen Energiebedarfs verwendet werden. Die direkte Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff, die außer Wasserdampf keine weiteren Verbrennungsprodukte erzeugt und damit schadstofffrei ist, kann dabei direkt in Wasser-Dampf-Kreisläufe integriert werden. Im Rahmen dieses Vorhabens wird die direkte Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff in einer Dampfatmosphäre detailliert untersucht, wobei die Parameter identifiziert werden sollen, die eine möglichst vollständige Verbrennung erwarten lassen. Die gewonnenen Erkenntnisse fließen in das Design eines wasserstoffbefeuerten Dampferzeugers ein, dessen Funktion durch Prüfstandtests nachgewiesen wird. Danach soll der Dampferzeuger in einen geschlossenen Wasser-Dampfkreislauf eines bestehenden Turbinenprüfstandes integriert werden. Teil des Projektes sind auch die Planungsschritte, der Umbau sowie alle damit verbundenen betrieblichen Aspekte. Schwerpunkt ist dabei die Untersuchungen der Akkumulation von unverbranntem Wasserstoff und Sauerstoff in dem geschlossenen Kreislauf. Ein weiterer, zu untersuchender Aspekt wird das transiente Verhalten des Dampferzeugers bei verschiedenen Lastzuständen sein. Ziel ist es, mit Abschluss des Projektes ein umfassendes Bild über die Anwendung eines wasserstoffbetriebenen Dampferzeugers in geschlossenen Wasser-Dampf-Kreisläufen zu bekommen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Ökostrom ? Sauerstoff ? Wasserdampf ? Wasserstoff ? Elektrolyse ? Dekarbonisierung ? Volatile Energie ? Wärmebedarf ? Dampfkessel ? Energiebedarf ? Energiegewinnung ? Anreicherung ? Wasserstoffherstellung ?

Region: Bayern

Bounding boxes: 12.53381° .. 12.53381° x 47.795° .. 47.795°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Verbrennungstechnik (Mitwirkende)
• Siemens Energy Global GmbH & Co. KG (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2022-10-01 - 2025-09-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Development and investigation of the steam generator in a closed water-steam cycle
  Description: In the course of decarbonizing energy generation, new types of storage and energy conversion technologies will be required to efficiently meet volatile electricity and heat demand. One promising option here is the generation of hydrogen using electricity from renewable sources via electrolysis. The energy stored chemically in the form of hydrogen can then be used to balance volatile energy demand. The direct combustion of hydrogen and oxygen, which produces no combustion products other than water vapor and is therefore pollution-free, can be integrated directly into water-steam cycles. In this project, the direct combustion of hydrogen and oxygen in a steam atmosphere will be investigated in detail, with the aim of identifying the parameters that can be expected to produce the most complete combustion possible. The knowledge gained will be incorporated into the design of a hydrogen-fired steam generator, the function of which will be demonstrated by bench tests. The steam generator will then be integrated into a closed water-steam circuit of an existing turbine test rig. The project also includes the planning steps, the conversion and all related operational aspects. The focus will be on investigating the accumulation of unburned hydrogen and oxygen in the closed loop. Another aspect to be investigated will be the transient behavior of the steam generator under various load conditions. The aim is to obtain a comprehensive picture of the application of a hydrogen-fueled steam generator in closed water-steam cycles by the end of the project. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1120500

Status

Aktiv

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