Innovative Energieerzeugung ohne Emissionen
EU-finanzierte Forscher der Technischen Universität Darmstadt in Deutschland haben eine Versuchsanlage für zwei neuartige Verfahren zur Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) eingeweiht, die im Vergleich zu bisherigen Ansätzen weniger Energie verbrauchen und geringere Kosten verursachen. Das Carbonate-Looping-Verfahren zur Bindung und Freisetzung von CO2 und das Chemical-Looping-Verfahren zur CO2-Abscheidung standen im Mittelpunkt der Untersuchungen der Wissenschaftler. Die EU-Mittel für das Projekt in Höhe von 1,1 Mio. EUR stammten aus der EU-Forschungsförderung im Bereich Kohle und Stahl. Nicht neu und durch viele Studien belegt: Bei der Verbrennung fossiler Energieträger wie Kohle, Erdöl und Erdgas entstehen große Mengen an CO2, die ganz wesentlich zur globalen Erwärmung beitragen. Eine Schlüsseltechnologie, die den Weg zu emissionsärmeren und umweltfreundlicheren Kraftwerken weisen könnte, ist daher die Kohlendioxidabscheidung und -speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS). Im Dienste der Umwelt forschende Wissenschaftler gehen davon aus, dass CCS die CO2-Emissionen aus dem Einsatz fossiler Brennstoffe in der Industrie auf beinahe Null mindern und so zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beitragen könnte. Nach Angaben der Forscher erforderten jedoch frühere Konzepte der CO2-Abscheidung einen hohen zusätzlichen Energie- und Kostenaufwand, was die Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz dieser Verfahren eher in Frage stellte. Die zwei in der Versuchsanlage am Institut für Energiesysteme und Energietechnik der TU Darmstadt untersuchten neuen Verfahren zur CO2-Abscheidung ermöglichen nun allerdings eine nahezu vollständige Vermeidung von CO2-Emissionen; und zwar den Wissenschaftlern zufolge fast ohne zusätzlichen Energieaufwand und bei nur geringfügig steigenden Betriebskosten. Professor Dr.-Ing. Bernd Epple und seine 26 Kollegen werden in den kommenden zwei Jahren das sogenannte Carbonate-Looping-Verfahren und das Chemical-Looping-Verfahren zur CO2-Abscheidung erforschen. Auf dem Campus Lichtwiese der TU Darmstadt entstand in 20 Monaten eine neue, 20 Meter hohe Versuchshalle für die Pilotanlage. Beide Verfahren nutzen natürliche Materialien und reduzieren die bisher zur CO2-Abscheidung erforderlich Energie auf weniger als die Hälfte, wie das Team erläutert. Professor Epple dazu: "Diese Verfahren sind Meilensteine auf dem Weg zum CO2-freien Kraftwerk. Mit ihrer Hilfe könnten Kohle- und Erdgaskraftwerke zuverlässig und kostengünstig Energie erzeugen, ohne die Umwelt zu belasten." Beim Carbonate-Looping-Verfahren wird in der Natur vorkommender Kalkstein genutzt, um das CO2 aus dem Abgasstrom der Schornsteine des Kraftwerks zunächst in einem ersten Reaktor zu binden. Das resultierende reine CO2 wird in einem zweiten Reaktor wieder freigesetzt und kann anschließend gespeichert werden. Vorteil des Carbonate-Looping-Verfahrens sei, wie die Forscher betonen, dass auch bestehende Kraftwerke mit dem Verfahren nachgerüstet werden könnten. Mit Hilfe des Chemical-Looping-Verfahrens könne in neuen Kraftwerken das CO2 sogar nahezu ohne Verlust der Energieeffizienz abgeschieden werden. Bei diesem Verfahren entsteht durch eine zweistufige, flammenlose Verbrennung ein Rauchgasstrom, der nur CO2 und Wasserdampf enthält. Nun kann auch hier das CO2 abgeschieden und gespeichert werden.
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