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Found 16 results.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Umsetzung und Erprobung anhand eines Pilotofens

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Bewertung anhand von Werkstoff- und Produktuntersuchungen

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie, Teilvorhaben: Entwicklung des klimaneutralen Brennverfahrens

Das Ziel des Projektes besteht in der Nutzung von Wasserstoff als klimaneutrales Prozessgas für den Tunnelofenbetrieb in der keramischen Industrie. Der Bundesverband der Deutschen Ziegelindustrie e. V. hat im März 2021 eine Roadmap für eine treibhausgasneutrale Ziegelindustrie in Deutschland - Ein Weg zur Klimaneutralität der Branche bis 2050- herausgegeben. Die Treibhausgasemissionen der deutschen Ziegelindustrie betragen rund 1,74 Mio. t CO2 im Jahr. Bis zum Jahr 2050 soll das Ziel der Treibhausgasneutralität, mit dann nur noch Emissionen von rund 0,5 Mio. t CO2/a, erreicht sein. Ein großes Problem bei der Herstellung keramischer Erzeugnisse wie Ziegel, Dachziegel, Klinker etc. ist der hohe Energieverbrauch. Der Sekundärenergieträger Wasserstoff kann durch seine CO2-freie Verbrennung sehr gut als Brennstoff eingesetzt werden. Wasserstoff ist ein brennbares Gas das exotherm mit Sauerstoff zu Wasser reagiert. Durch die Veränderung der Gasatmosphäre im Ofen gibt es jedoch Auswirkungen auf die Eigenschaften des Brennproduktes, die keramischen Eigenschaften, die Brennfarbe, die Puzzolanität und schädliche Emissionen im Ofenraum. Schwerpunkt ist es, derzeit noch offene Fragestellungen zum Wasserstoff-verfahren zu lösen, d.h. Kenntnisse über die Reaktionsmechanismen in den Rohstoffen bei wasserdampfhaltiger Atmosphäre zu erlangen und ein Konzept für die Verfahrenstechnik zu entwickeln, mit der es nach dem heutigen Stand der Technik möglich wird, ein solches Brennverfahren sicher und wirtschaftlich in einem kontinuierlichen Prozess einzusetzen. Die Projektergebnisse sollen im Werk Rietberg der Wienerberger GmbH in einem Pilotofen umgesetzt und erprobt werden.

Wasserstoffabtrennung aus Erdgas / Wasserstoffgemischen durch Metallhydride

ERA-Net: Verbundprojekt: Untersuchung von Umwandlungswegen von festen und flüssigen biogenen Rückstände in biogene Sekundärenergieträger, Teilvorhaben: EIFER

Das Projekt zielt auf die Beantwortung der Fragen, ob und wie Olivenölproduktionsrückstände mittels Pyrolyse oder Hydrothermaler Karbonisierung in Sekundärbrennstoffe umgewandelt werden können, und ob somit eine Alternative zu bestehenden Verfahren darstellt. Hierfür sind neben experimentellen Arbeiten ebenfalls Untersuchungen zur Charakterisierung der Haupt- und Nebenprodukte geplant. Diese Untersuchungen werden durch Modellierungsarbeiten unterstützt, um Optimierungsbedarf zu identifizieren und eine optimale Integration in das bestehende lokale Energiesystem zu ermitteln und zu gewährleisten.

Energy Lab 2.0 - Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut werden, dessen neues Brennersystem einen Last- und Brennstoffflexiblen Betrieb ermöglicht. Dieser Prüfstand wird dann im Anlagenverbund des Energy Lab 2.0 am KIT eingesetzt

Die sichere, bezahlbare und nachhaltige Energieversorgung der Zukunft wird wesentlich durch die effiziente Wandlung primärer, überwiegend regenerativer Energieträger zu sekundären Energieträgern wie Strom, Wärme und Kraftstoffe sowie deren effiziente Nutzung bestimmt. Forschung und Entwicklung stehen daher vor der Aufgabe, relevante Optionen und variable Prozesskombinationen zu entwickeln, um bei sich ändernden Bedingungen der Märkte innovative und flexibel umsetzbare Lösungen bereitzuhalten. Im Rahmen des Energy Lab 2.0 wird am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ein energietechnischer Anlagenverbund realisiert, der wesentliche Komponenten zur Erzeugung, Wandlung und Speicherung verschiedener Energieträger enthält und dabei elektrische, thermische und chemische Energieströme miteinander verknüpft. Eine wichtige Fragestellung dabei ist der Einsatz von Gasturbinen zur Erzeugung von Strom und Wärme aus unterschiedlichen Mischungen von Synthesegas und Erdgas . Im Rahmen des hier beantragten Vorhabens soll deshalb ein Brennersystem entwickelt werden, das einen brennstoff- und lastflexiblen Betrieb der Gasturbine ermöglicht. Zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen den Verbrauchern, den Erzeugern, dem Vergasungsprozess und der Gasturbine wird ein mobiler Mikrogasturbinenprüfstand (MobGT) durch das DLR aufgebaut und im Anlagenverbund des KIT in Betrieb genommen. Die Entwicklung des MobGT lässt sich in die drei Schritte Konzept, Entwicklung und Inbetriebnahme unterteilen. Im ersten Schritt wird das Design des Brennersystems entworfen und der MobGT Prüfstand sowie das Regelungskonzept entwickelt. In der Entwicklungsphase wird das Brennersystem getestet, optimiert und in den MobGT eingebaut. Der Schritt Inbetriebnahme ist zweigeteilt und umfasst zuerst eine Inbetriebnahme des mobilen Labors am DLR in Stuttgart. Nach erfolgreichem Betrieb folgt der Transport und die Inbetriebnahme in Karlsruhe, wo eine reale Kopplung an den bioliq® Vergaser durchgeführt werden kann.

Teilvorhaben F1^Teilvorhaben D1^Teilvorhaben I0^Teilvorhaben F0^Teilvorhaben H0^Teilvorhaben H1^Teilvorhaben Y0^Teilvorhaben E0^Teilvorhaben C1^Teilvorhaben G0^Teilvorhaben E1^Teilvorhaben G1^Teilvorhaben I1^P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von 'Power-to-X' Konzepten^Teilvorhaben Z0^Teilvorhaben D0, Teilvorhaben C0

Das hier vorgestellte Konzept verfolgt einen neuen P2X-Pfad mit signifikanter Effizienz-Steigerung. Dabei erfolgt die Gewinnung von Wasserstoff durch eine Hochtemperatur-Elektrolyse mit keramischem Festelektrolyten, deren elektrischer Wirkungsgrad ca. 120 % beträgt. Dies entspricht einem elektrischen Energiebedarf von 2,5 kWh pro Nm3 H2 (bei heute eingesetzten Elektrolyseuren beträgt der elektrische Energiebedarf typischerweise 4,3 - 5,5 kWh pro Nm3 H2). Dies wird erreicht durch Einkopplung von HT-Wärme aus einer OxyFuel-Verbrennung in die HT-Elektrolyse (Verbrennung eines Brennstoffs, z.B. Biomasse, in O2-Atmosphäre zur Erzeugung eines N2-freien Rauchgases). Der hierfür notwendige Sauerstoff für die Verbrennung wird in der HT-Elektrolyse produziert. In einem weiteren Schritt wird das CO2 aus dem OxyFuel-Prozess mit dem elektrolytisch-erzeugten H2 in einen Kohlenstoff-haltigen Sekundärenergieträger oder Basis-Chemikalien konvertiert. Durch diese Verfahrenskonzeption wird bei reduziertem elektrischen Energiebedarf eine nahezu 100 %ige Umwandlung von biogenem Kohlenstoff in Kraftstoff-Kohlenstoff erreicht. Der Agrarflächenbedarf wird hierbei drastisch reduziert: um bis zu 80 % gegenüber der Erzeugung von Biodiesel oder Bioethanol. Die Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades durch die OxyFuel/SOEL-Prozessverschaltung wurde am ZSW mittels Simulation nachgewiesen. Jetzt sollen in der ersten Projektphase die Machbarkeit der Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung zur Erzeugung von CO2 und Bereitstellung von HT-Wärme im Labormaßstab gezeigt werden sowie eine simulationsgestützte Konzeptentwicklung zur Verschaltung von HT-Elektrolyse und Oxyfuel-Verbrennung erfolgen. AP1.15: Aufbau einer Laboranlage zur Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung AP1.16: Experimentelle Validierung der Biomasse-Oxyfuel-Verbrennung AP1.17: Simulationsgestützte Konzeptentwicklung zur Integration von Oxyfuel-Verbrennung und HT-Elektrolyse

FACCE SURPLUS 1: SustainFARM - Innovative und nachhaltige Intensivierung von integrierten Systemen aus Nahrungsmittel- und Nichtnahrungsmittelproduktion zur Entwicklung von klimaresistenten Agrarökosystemen in Europa und darüber hinaus, Teilprojekt Philipps-Universität Marburg

Energieeffiziente Nutzung von pyrolysierbarem Material als Energieträger in Kalkwerken (Projekt Ecoloop), Teilvorhaben: Mechanische und verfahrenstechnische Optimierung des Prozesses

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