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Bisherige Trennmethoden sind kompliziert und teuer

Abscheiden ist das Problem

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Mögliche Szenarien zum klimaneutralen Betreiben von Kohlekraftwerken haben jetzt Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum erforscht. Das Grundprinzip: aufgefangenes CO2 wird in ein Pipelinenetz eingespeist, das an das Kraftwerk angeschlossen ist. Hierfür muss das CO2 sehr rein sein, das heißt wenig andere Gase enthalten, und auf einen hohen Druck von 100-200 bar verdichtet werden. Durch das Pipelinenetz strömt das abgetrennte CO2 in verschiedene Lagerstätten, die ein Zurückströmen in die Atmosphäre verhindern: Das könnten nichtabbaubare Kohleflöze, erschöpfte Gas- und Öllager oder salzhaltige tiefe Grundwasserleiter (saline Aquifere) sein.

Waschverfahren kompliziert und energieintensiv

Zunächst muss das Kohlendioxid jedoch im Kraftwerksprozess aus dem Synthesegas abgeschieden werden. Zu den konventionellen Trennmethoden gehören physikalische Waschverfahren. Kohlendioxid wird dabei – ähnlich dem Mineralwasser – in einer Flüssigkeit gebunden und so vom Brenngasstrom getrennt. Wieder aus der Flüssigkeit gelöst, kann es dann komprimiert und in das Pipelinenetz eingespeist werden.

Pilotanlage zur CO2-Abscheidung im Kraftwerk Schwarze Pumpe in Brandenburg © CC-by-sa 3.0

Ein Nachteil dieser Trennmethode ist die dafür notwendige Integration einer sehr komplexen verfahrenstechnischen Anlage in das Kraftwerk. Zudem kann die Waschflüssigkeit umweltschädlich sein und sich im Laufe der Zeit zersetzen; schließlich ist das Herauslösen des CO2 aus der Waschflüssigkeit sehr energieintensiv.

Trennung durch Membranen im Fokus

Die Forscher des Lehrstuhls für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT) setzen daher gemeinsam mit Kooperationspartnern im Rahmen der Helmholtz Allianz MEMBRAIN auf die CO2-Abscheidung mittels Membrantechnologie. Der Fokus liegt dabei auf einem CO2-Abscheideprozess, der den Wirkungsgrad des Kraftwerks möglichst wenig senkt. Gerade hier liegt aber das Problem: Mit ihrer Integration in den Kraftwerksprozess sinkt bei allen Abscheidungsverfahren die Leistung des Kraftwerks pro verbrauchter Menge Kohle deutlich.

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Viktor Scherer, Johannes Franz / aus RUBIN (Ruhr-Universität Bochum)
Stand: 14.05.2010

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Saubere Kohlekraft – wie geht das?
Intelligente Membranen zur effektiven CO2-Abscheidung gesucht

Die Sache mit dem CO2
Kohlekraftwerke als - noch - unverzichtbare Treibhausgas-Schleudern

Abscheiden ist das Problem
Bisherige Trennmethoden sind kompliziert und teuer

Drei Kraftwerkstypen - drei Konzepte
Die Verfahren der CO2-Abscheidung bei Kohlekraftwerken

Trenn-Membran gesucht
Pre-Combustion-Verfahren als Forschungsansatz

Nicht alle kommen durch…
Das Prinzip der Membrantrennung

Kraftwerke im Computer
Simulationssoftware hilft bei Tests unterschiedlicher Membranen und Szenarien

Wirkungsgrad: Einbußen unumgänglich
CO2 Reduktion „kostet“ bis 90 Megawatt Strom

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