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Kohlevergasung Effiziente und flexible Kohlevergasung – Forschungsprojekt startet in dritte Phase

| Redakteur: Dr. Jörg Kempf

Im Verbund mit erneuerbaren Energien kommt konventionellen Kraftwerken eine besondere Bedeutung zu. Die Anforderung für die Zukunft: Sie müssen flexibel in Bezug auf Leistung und Brennstoffe arbeiten. Eine Möglichkeit ist die Vergasung fester Brennstoffe. In einem Forschungsvorhaben untersuchen Wissenschaftler grundlegend die Möglichkeiten dieser Technik. Im Januar 2016 startete die dritte Projekt-Phase.

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Der abgebildete Drahtnetzreaktor ermöglicht Forschern, die Pyrolyse und Vergasung von Feststoffen in einem kleinen Maßstab zu untersuchen – unter vergleichbaren Bedingungen von industriellen Anlagen.
Der abgebildete Drahtnetzreaktor ermöglicht Forschern, die Pyrolyse und Vergasung von Feststoffen in einem kleinen Maßstab zu untersuchen – unter vergleichbaren Bedingungen von industriellen Anlagen.
(Bild: TU München)

München – Bei der Kohlevergasung wird der Feststoff zunächst in ein Gas umgewandelt. Das sogenannte Synthesegas wird dann zum Beispiel dazu genutzt, eine Gasturbine anzutreiben. Mit der bei diesem Prozess entstehenden Abwärme wird wiederum eine Dampfturbine angetrieben.

Die Herausforderung für die Forschung besteht darin, diese noch relativ junge Technik in eine Marktreife zu überführen. Um dazu eine tragfähige Basis zu schaffen, hat sich ein Konsortium aus Forschung und Industrie formiert und die Kohlevergasung grundlegend im Forschungsvorhaben HotVeGas (Hochtemperaturvergasungs- und Gasaufbereitungsprozesse) untersucht. Denn auch bei einem Anteil von mehr als 80 Prozent erneuerbaren Energien benötigt das Stromsystem nach derzeitigem Stand eine Leistung von 40 bis 60 Gigawatt aus fossilen Energieträgern.

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Zwölf Jahre Forschung: von Grundlagen bis zur wirtschaftlichen Betrachtung

In der ersten Phase haben sich die Forscher auf das grundlegende Verhalten und die Anforderungen für eine integrierte Rauchgasreinigung konzentriert. In Phase zwei, die Ende 2015 abgeschlossen wurde, befassten sie sich darüber hinaus mit einer Modell- und Komponentenentwicklung für Vergaser und Gasreinigung. Weiterhin untersuchten sie, wie sich Vergasungskraftwerke für die im Zuge der Energiewende geforderten flexiblen Betriebsweisen eignen.

Denn fest steht schon jetzt: Mit zunehmendem Anteil von erneuerbaren Energien wird der Volllastanteil von Kohle- und Gaskraftwerken sinken. Es steigt hingegen die Zahl der Lastwechsel. Das erfordert eine größere Flexibilität von Großkraftwerken. Doch die Flexibilität ist bei der Feststoffvergasung weiter gefasst: Sie bezieht sich auch auf die Brennstoffe. Das hat den Vorteil, dass die Betreiber unabhängiger von Lieferanten sind. Weiterhin steht eine Produktflexibilität im Fokus. Denn bei der Vergasung kann nicht nur Synthesegas für eine effiziente Stromerzeugung hergestellt werden. Andere Einsatzbereiche sind zum Beispiel die Produktion von Kraftstoffen und chemischen Rohstoffen.

Phase drei: Fokus auf Brennstoffdatenbank

Die jetzt gestartete dritte Phase läutet das vorläufige Ende des insgesamt über einen Zeitraum von mehr als zwölf Jahren andauernden Forschungsvorhabens ein. In diesem Teilprojekt liegt der Fokus auf dem Aufbau einer Brennstoffdatenbank, die als Grundlage für eine künftige Vergaserauslegung dienen soll. Weiterhin sollen die zuvor erarbeiteten mathematischen Modelle validiert und für die Vergaseroptimierung genutzt werden.

Als letzten Meilenstein betrachten die Forscher ihre Ergebnisse in wirtschaftlicher Hinsicht und analysieren diese im Kontext der Energiewende. Projektphase drei von HotVeGas läuft noch bis Ende des Jahres 2019. Weitere Informationen gibt es auf Kraftwerkforschung.info.

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