Gemeinsames Ziel des Verbundvorhabens ist das Verständnis für die Wechselwirkung zwischen CO2-Erzeugungsanlagen, Transportnetz und Speicher bei einem gemeinsam genutzten Transport- und Speichernetz. Dazu muss untersucht werden, welche CO2-Qualitäten und Zusammensetzungen von den verschiedenen industriellen Erzeugern (Kraftwerke, Zementwerke, Stahlwerke und Raffinerien) des regionalen Clusters erzeugt werden, in welchen Mengen diese erzeugt werden und wie sich der zeitliche Verlauf der Einspeisung einzelner Anlagen verhält. Anhand der zeitlichen Verläufe der Einspeisung kann ein gemeinsames Transportnetz für das CO2 ausgelegt werden. Aus dieser Auslegung können die Rückwirkungen für die Steuerung des Netzes bezüglich der Einspeisung abgeleitet werden. Die Auslegung von Erzeugeranlagen und Pipeline und die Erkenntnisse von Injektion und Speicherung finden Eingang in ein Gesamtmodell von den Erzeugern bis zum Speicher. Zum gemeinsamen Betrieb eines Transportnetzes und Speichers ist eine genaue Bilanzierung des Kohlenstoffstroms im Bereich der Erzeugeranlagen notwendig, für die bei industriellen Großanlagen noch ein Konzept entwickelt werden muss. Eine Umladung des CO2-Stroms auf Schiffe muss untersucht werden, falls das CO2 in Offshore-Speichern gespeichert werden soll. Dazu ist die Entwicklung einer Anlage notwendig, die das CO2 auf den benötigten Zustand transformieren kann. Weiterhin sollte das Handling des transportierten CO2 auf See untersucht werden, da es zum Verdampfen und unter Umständen zum Emittieren von CO2 durch Wärmeeintrag aus der Umgebung kommt. Weiterhin ist die Ermittlung von zulässigen Zusammensetzungen und Mengen des CO2 bei der Speicherung erforderlich, um anhand dieser Randbedingungen Erzeugeranlagen und Transportnetz auslegen zu können und deren Kosten zu bestimmen. Bei den Kooperationspartnern wird schwerpunktmäßig der Verbund aus dem Vorgängerprojekt COORAL weiter bestehen, welcher mit weiteren qualifizierten Fachpartnern ergänzt wird. Auf Erkenntnisse aus COORAL wird zugegriffen.
Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen dieses Projektes soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO 2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad Celsius aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet werden. Durch die umgekehrte Boudouard-Reaktion wird das CO 2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet werden. Das Gas könnte aber auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wie Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. 1. Energetische Bilanzierung des Hochofenprozesses auf der Basis realer Betriebsdaten. 2. Massen- und Energiebilanz eines E-Power-Konverters auf der Basis realer Abgasmengen von Hochöfen. 3. Durchführung von Laborversuchen. 4. Identifikation wesentlicher Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung. 5. Ermittlung der Potentiale verschiedener Brennstoffe inkl. von Bioreststoffen.
Überschussenergie in Form von Strom aus regenerativer Produktion, der mit relativ geringer und variierender Verfügbarkeit anfällt, soll flexibel und hoch effizient in einem 'Power to Heat' Prozess wirtschaftlich sinnvoll genutzt werden. Im Rahmen des Projektes E-Power-Konverter soll ein existierendes Konzept im Detail weiterentwickelt, theoretisch validiert und mit Unternehmen der Stahlindustrie und des Anlagenbaus auf die Machbarkeit in der betrieblichen Praxis hin diskutiert werden. Dieses Konzept sieht vor, dass relativ kurzfristig anfallender überschüssiger Strom dazu genutzt wird, das im Abgas eines Hochofens enthaltene CO2 mit Hilfe der umgekehrten Boudouard-Reaktion zu CO umzusetzen. Zu diesem Zweck wird eine Kohleschüttung in einem entsprechenden Reaktor (E-Power-Konverter) mit dem vorhandenen überschüssigen Strom auf Temperaturen größer als 1000 Grad C aufgeheizt und das Abgas des Hochofens über diese Kohleschüttung geleitet. Durch die umgekehrte Boudouard Reaktion wird das CO2 zu einem hochwertigen, für die Einleitung in den Hochofen geeignetem Gas aufgewertet. Das Gas könnte auch in anderen Bereichen eines integrierten Hüttenwerkes verwendet werden. Bei fehlendem Überschussstrom wird der Hochofen in konventioneller Weise betrieben. Neben Kohle soll auch die Verwendung zusätzlicher Reststoffe wir Klärschlamm, hydrothermale Kohle und Bioreststoffe getestet werden. Hierzu wird auf Basis realer Betriebsdaten eine Massen- und Energiebilanz des Hochofenprozesses und des Hochofenprozesses in Kombination mit einem E-Power-Konverter aufgestellt. Im Rahmen von Laborversuchen werden wesentliche Problemfelder bei einer großtechnischen Umsetzung identifiziert.
Bariumsulfid wird durch Reduktion von Bariumsulfat mit Petrolkoks hergestellt. Die bei diesem Prozess freigesetzte SO2-Emission soll durch eine Abgasreinigungsanlage nach dem Linde-Solinox-Verfahren vermindert werden. Zunaechst wird der Abgasvolumenstrom um ca 6000 m3/h (entspricht 20 Prozent) durch Einsatz von Gas-Sauerstoff-Brenner vermindert. Die Reaktionsabgase werden durch Elektrofilter vor der SO2-Abgasreinigung entstaubt. Diese arbeitet nach dem Verfahrensprinzip der selektiven Absorption mittels eines physikalisch wirkenden, vollstaendig regenerierbaren Waschmittels. Damit ist eine weitgehende Entfernung von Benzol, HCl und HF verbunden. Dieses Verfahren bietet bei dem hohen Schwankungsbereich der SO2-Menge gegenueber chemischen Verfahren erhebliche Vorteile, da die erforderliche Waschmittelmenge in erster Linie vom Abgasvolumen und nicht vom SO2-Gehalt im Abgas abhaengig ist.
Bereitstellung von Abgas-Emissionsfaktoren, die in Abhaengigkeit vom jeweiligen Betriebszustand der Kraftfahrzeuge auf den Strassensystemen eine katastermaessige Erfassung der Schadstoffkomponenten ermoeglichen. Die Ermittlung des mittleren Schadstoffausstosses erfolgt auf der Basis einer gewichteten Fahrzeugauswahl, die fuer den Bereich der Bundesrepublik bezueglich der Verteilung der emissionsspezifischen Parameter als repraesentativ fuer den Bestand an Kraftfahrzeugen mit Ottomotoren angesehen werden kann. Es wird eine Beziehung zwischen den im Rahmen der geltenden Abgasgesetzgebung zu ermittelnden Abgasemissionen nach Anlage XIV Par. 47 StVZO und den auf der gleichen Basis ermittelten Testergebnissen von im Verkehr befindlichen Fahrzeugen hergestellt.
Rationellster Energieeinsatz und die Minimierung der Umweltbelastung sind entscheidende Faktoren fuer die Wettbewerbsfaehigkeit und die Akzeptanz fuer das angewandte Verfahren der technischen Gruenfuttertrocknung. Im Ergebnis der Forschungsleistung steht die grosstechnische Anwendung eines kontinuierlichen zweistufigen Trocknungsverfahrens. Der thermische Energiebedarf wurde von 3400 kJ/kg Wasserverdunstung auf 2800 kJ/kg gesenkt. Das emittierende Abgasvolumen wurde durch die zirkulierende Nutzung des Abgas-Bruedengemisches als Sekundaerluft im Verbrennungsprozess und zur Temperierung des Trocknungsmittels um 30 reduziert. Im Abschlussbericht werden umfangreiche umweltrelevante Analysenwerte ausgewiesen. Der Einsatz von konfektioniertem Biomassefestbrennstoff als Primaerenergietraeger fuer die Prozesswaermebereitstellung wurde untersucht und positiv bewertet.
Im Rahmen des Projektes sollte die Verdünnte Verbrennung durch eine externe Abgasrezirkulation an Glasschmelzwannen des Typs U-Flammenwanne realisiert werden, um die Anwendbarkeit, die NOx-Minderung und eine eventuelle Energieeinsparung zu untersuchen. Dazu wurden verschiedene Konzepte zur Abgasrezirkulation durch unterschiedliche bauliche Maßnahmen, aktiv oder passiv, mit Hilfe der numerischen Strömungssimulation betrachtet und bewertet. Anhand von Berechnungen der Regeneratoren und Aufstellen von Wärmebilanzen der untersuchten Glasschmelzwannen durch die HVG konnten die Auswirkungen der Abgasrezirkulation an verschiedenen Typen der Regeneratoren und Glasschmelzwannen (U- Flammenwanne und Querbrennerwanne) aufgezeigt werden. Für die Durchführung der numerischen Strömungssimulationen beider Glaswannentypen inklusive der Regeneratoren, wurde durch die Abstraktion des Steinbesatzes als poröses Medium, eine Möglichkeit geschaffen das Gesamtsystem einer regenerativ betriebenen Glasschmelzwanne in der gesamten Komplexität abzubilden. Der Glaswannentyp Querbrennerwanne wurde in diesem Projekt hinsichtlich des möglichen Potentials der Abgasrezirkulation sowie der möglichen Auswirkungen auf das Verbrennungs-, Strömungs-, Wärmeübertragungs- und Schadstoffverhaltens mittels numerischer Strömungssimulation als Gesamtsystem inklusive aller Anbauten untersucht. Dies ist bisher einmalig bzw. den Projektpartnern nicht bekannt und gibt den Glaswannenherstellern und - betreibern die Möglichkeit an die Hand ihre Anlagen als Gesamtsystem in einer numerischen Strömungssimulation zu betrachten. Die Umsetzung der Verdünnten Verbrennung an einer realen U-Flammenwanne wurde zum Ende des Projektes vollzogen. Die Umsetzung hatte aber Einschränkungen, da die dort verbauten Installationen zur Abgasrückführung nicht die erwünschte bzw. benötigte und im Vorgängerprojekt bestimmte rückzuführende Abgasmenge liefern konnte.
Holzpellet-Feuerungsanlagen spielen eine zunehmend große Rolle bei der Erzeugung von Wärme im Wohnungs- und Zweckbau. Wie bei allen Verbrennungsprozessen werden auch bei der Holzverbrennung Gas und Staub emittiert. Messungen zur Abgasmenge und deren Zusammensetzung ergaben, dass der Feinstaubausstoß moderner Anlagen etwa der gleiche ist wie bei bestehenden Ölbrennern. Es wurde errechnet, dass der Ersatz von 1 Million Öl- und Gaskesseln durch Pelletanlagen lediglich einen Feinstaubzuwachs von weniger als 1 Prozent verursachen würde. Weiterhin ist Feinstaub aus Holzverbrennung wegen der chemischen Zusammensetzung nur etwa 20Prozent so schädlich ist wie Dieselruß. Der größte Teil der Staubemission aus Holzfeuerungen stammt jedoch aus Bestandsanlagen und Kleinfeuerungsanlagen bis 15kW. Daher spielen hier die sekundärseitig zu unternehmenden Maßnahmen eine übergeordnete Rolle. Elektroabscheider für Anlagen dieser Größenordnung sind teilweise auf dem Markt verfügbar, zum Großteil aber noch in der Entwicklung. Zudem bieten die zurzeit erhältlichen Systeme noch erhebliches Entwicklungspotenzial, zum Beispiel bei der Reinigung während des Betriebs. Hier bietet sich die Möglichkeit, in einen weitestgehend unerschlossenen Markt vorzudringen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 73 |
| Europa | 2 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 13 |
| Zivilgesellschaft | 7 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 73 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 73 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 72 |
| Englisch | 4 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 66 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 72 |
| Lebewesen und Lebensräume | 73 |
| Luft | 72 |
| Mensch und Umwelt | 72 |
| Wasser | 72 |
| Weitere | 73 |