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.
Mit wenigen Ausnahmen werden seit vielen Jahren alle zivilen Seeschiffe von Großdieselmotoren angetrieben. Sie stellen mit Wirkungsgraden von 40 Prozent bis über 50 Prozent die effizientesten Wärmekraftmaschinen dar. Ein knappes Drittel der großen Seeschiffe wird mit mittelschnelllaufenden Viertaktmotoren ausgerüstet, die inzwischen Einzelleistungen von ca. 30 MW erreichen. Obwohl die kritischen Abgaskomponenten, nämlich Stickoxide (NOx), Schwefeldioxide (SO2) und Partikel, weit weniger als 1 Prozent des Dieselabgases ausmachen, schätzt man den Anteil der ca. 35000 Handelsschiffe an der globalen Emission dieser Komponenten auf etwa 8 bis 10 Prozent. Es lohnt sich daher, auch die Schadstoffemissionen der Schiffsdieselmotoren zu verringern, vor allem in Regionen mit hohem Verkehrsaufkommen. Ziel des FVV-Vorhabens 'Prozeßführung Großdieselmotor' war die deutliche Reduzierung der Stickoxid- und Rauchemissionen mit innermotorischen Maßnahmen bei möglichst unverändertem Kraftstoffverbrauch. Durch eine Kombination aus angehobener Verdichtung, höheren Einspritzdrücken sowie geänderten Ventilsteuerzeiten (Miller-Verfahren) konnten die NOx-Emissionen bei etwa identischem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten um ca. 25 Prozent gesenkt werden. Grundsätzlich mußte jedoch festgestellt werden, dass das Rauchverhalten im Teillastbetrieb verbesserungsbedürftig ist. Zukünftige elektronisch gesteuerte Hochdruckeinspritzsysteme für Schwerölbetrieb bieten hier die Möglichkeit der Mehrfacheinspritzung, also der Einbringung des Kraftstoffes in zwei oder mehr Teilmengen, wobei die Mengenaufteilung der Einzeleinspritzungen im Idealfall frei wählbar ist. Systematische Untersuchungen mit einer elektronisch gesteuerten Einspritzpumpe mit Magnetventilen zeigten, dass eine Voreinspritzung mit einer Voreinspritzmenge von etwa 2-3 Prozent der Nenneinspritzmenge grundsätzlich die Geräuschanregung durch die Verbrennung erheblich vermindert. Insbesondere bei Betriebspunkten mit geringer Leistung und Nenndrehzahl (Generatorbetrieb) wurden durch eine Voreinspritzung deutliche Verbesserungen hinsichtlich des Rauchausstoßes und des Kraftstoffverbrauches bei gleichzeitig geringeren NOx-Emissionen erzielt. Eine geteilte Einspritzung mit einem Mengenverhältnis von 35/65 kann in bestimmten Betriebspunkten zu deutlich niedrigeren Stickoxidemissionen bei gleichem Verbrauch und ähnlichen Rauchwerten führen wie eine Einfacheinspritzung mit hoher Einspritzrate und kurzer Verbrennungsdauer. Zukünftige Untersuchungen sollten zum Ziel haben, unsichtbare Rauchemissionen auch im unteren Leistungsbereich zu erzielen. Einspritzsysteme für Großdieselmotoren, die eine kurze und intensive Nacheinspritzung ermöglichen, beispielsweise Common-Rail-Einspritzsysteme, können hier einen wertvollen Beitrag leisten.
Zur Herstellung leichter Polyurethan-Blockschaeume mit Dichten bis zu 10 Kilogramm/m3 wird auf den Einsatz physikalischer Treibmittel verzichtet. In einer vollkommen geschlossenen Produktionsanlage von rund 110 Metern Gesamtlaenge wird der atmosphaerische Druck so weit gesenkt, dass bei der Reaktion entstehendes Kohlendioxid als Treibmittel zum Aufschaeumen ausreicht. Zur druckfesten Kapselung der Anlage wird die Schaeummaschine in einem Stahltunnel untergebracht. Das im Mischkopf der Schaeummaschine gebildete Reaktionsgemisch wird in einen Trog geleitet, steigt dort auf und laeuft ueber eine nach unten geleitete Schraege ab. Durch das aufquellende Reaktionsgemisch wird der Schaum zwischen begrenzenden Seitenwaenden gebildet und ueber ein Plattenband kontinuierlich abtransportiert. Nach Verfestigung wird der Schaum in Bloecken von 30 Metern abgelaengt. Die Bloecke werden ueber ein Schleusensystem aus der Anlage gefahren. Der Reaktionsprozess wird ueber computergesteuerte Leitsysteme geregelt und ueberwacht. Mit diesem Verfahren wird der Rohstoffeinsatz optimiert und die Qualitaet der Produkte verbessert. Die Abgasmenge wird von 80.000 m3/h auf 5.000 m3/h reduziert.
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.
Ziel: Schaffung einer Datenbasis zur Beurteilung der Abgas- und Verbrauchsentwicklung von Personenwagen bei den reglementierten Fahrzyklen und bei den Konstantgeschwindigkeiten 100, 115 und 130 km/h. Ergebnisse: Die Messungen von nunmehr 410 Katalysatorfahrzeugen im Quasi-Neuzustand (35 verschiedene Fahrzeugmarken)zeigen eine jährliche Reduktion der Schadstoffemissionen durch die Weiterentwicklung der Motoren- und Abgastechnik. Bezogen auf das Basisjahr 1985 mit der ersten Generation von Abgaskatalysatoren in Europa konnten insbesondere die Emissionen im TCS-Zyklus mit Konstantgeschwindigkeiten beim Kohlenmonoxid um 60 Prozent, bei den Kohlenwasserstoffen um 15 Prozent und bei den Stickoxiden um 96 Prozentgesenkt werden.
Die Gustav Resch & Söhne oHG hat ihren Ursprung in der Reinigung und Aufarbeitung von Holzfässern für die Fischindustrie. Das Unternehmen spezialisierte sich im Lauf der Zeit auf die Rekonditionierung von Stahlblechfässern, wobei gebrauchte Fässer gereinigt und nach Kundenvorgabe neu lackiert werden. Mit der Umsetzung des Demonstrationsvorhabens soll die bestehende Anlage zum einen energetisch optimiert und zum anderen die bei der Reinigung der Fässer entstehenden Lösemittelemissionen reduziert werden. Ziel des Vorhabens ist es, sämtliche lösemittelhaltigen Abgase, die bei der Rekonditionierung der Fässer entstehen, einer thermischen Nachverbrennungsanlage (TNV) zuzuleiten, wo die Lösemittelanteile des Lacks thermisch zerstört werden. TNV-Anlagen werden unter anderem in großtechnisch industriellen Lackieranlagen eingesetzt, wo der Nachverbrennungsprozess aufgrund konstanter Abgasmengen und Abgaszusammensetzung relativ einfach ist. Diese Randbedingungen sind bei der Umsetzung der TNV-Technik in einer Fassreinigungsanlage nicht gegeben. Eine wesentlich aufwendigere Regelungstechnik ist erforderlich, weshalb die Anlagentechnik modifiziert werden muss. Die bisher ungenutzte Abwärme aus der TNV soll an verschiedenen Stellen im Betrieb genutzt werden, wo derzeit noch Primärenergie eingesetzt wird. Zu diesem Zweck wird die TNV-Abwärme in einem Wärmetauscher auf etwa 200 C heruntergekühlt. Die dabei frei werdende Wärme wird zur Vorwärmung der Verbrennungsluft des Ausbrennofens sowie zur Trocknung und zum Einbrennen des Lacks eingesetzt. Mit dem Vorhaben sollen folgende Umweltschutzeffekte erreicht werden: - Beträchtliche Reduzierung des Primärenergieverbrauchs - Reduzierung der jährlichen CO2-Emissionen um ca. 300 Tonnen - Reduzierung der Lösemittelemissionen - Unterschreitung der in der TA-Luft vorgeschriebenen Grenzwerte für organische Kohlenstoffe.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 73 |
| Kommune | 1 |
| Land | 3 |
| Wissenschaft | 11 |
| 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 |