Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik

Das Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik entwickelt innovative Verfahren und Konzepte zur Energieversorgung basierend auf thermischen Umwandlungsprozessen. Die treibenden Ziele hierbei sind Klimaneutralität und Umweltverträglichkeit bei gleichzeitiger Gewährleistung von Versorgungssicherheit und vertretbarem Kostenaufwand.

Herzlich willkommen,

ich freue mich sehr, Sie an unserem Fachgebiet begrüßen zu dürfen.

Wir am EST haben uns der Vision einer nachhaltigen Energiebereitstellung verschrieben. Hieran forschen wir mit Leidenschaft und diese Leidenschaft sowie das notwendige Fachwissen möchten wir mit den Studierenden teilen.

Ich hoffe, dass Sie hier auf unserer Website die von Ihnen gesuchten Informationen finden. Für weitere Fragen stehen wir Ihnen natürlich gerne persönlich, telefonisch oder via E-Mail zur Verfügung.

Ihr Prof. Dr.-Ing. Bernd Epple

Aktuelles

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Video zum CO₂-Abscheideverfahren Carbonate Looping

Das Carbonate Looping Verfahren ist ein Post Combustion Verfahren zur CO₂-Abscheidung. Hierbei wird das sich bei einer Verbrennung mit Luft bildende CO2 in einem nachgeschalteten Prozessschritt aus dem Rauchgas unter Verwendung von CaCO3 als Einsatzstoff entfernt. Dies bietet den Vorteil gegenüber anderen CO2-Abscheideverfahren, dass entsprechende Nachrüstungen an bestehenden Anlagen (Kraftwerke (konventionell/Biomasse/Abfall), Zement- und Stahlwerke) mit geringem Aufwand möglich sind. Ein weiterer Vorteil besteht in der Unbedenklichkeit der verwendeten Einsatz- und anfallenden Reststoffe. Die Bereitstellung der notwendigen Wärme für den Abscheideprozess kann auf unterschiedliche Arten erfolgen; direkt über eine Oxy-Verbrennung (Standard-CaL) oder indirekt über eine externe Brennkammer (IHCaL).

Das EST forscht bereits seit über einem Jahrzehnt im Rahmen einer Vielzahl nationaler und internationaler Forschungsvorhaben vom Labor- bis zum Pilotmaßstab an diesem Verfahren.

Aktuelle Projekte

Abgeschlossene Projekte

Video zum Forschungsschwerpunkt Waste-to-Value

Chemisches Recycling von Abfällen

Das Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST) forscht seit vielen Jahren an Technologien zur Reduktion der Treibhausgasemissionen bei der Energiebereitstellung. Hierbei wurden u.a. Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus Rauchgasen von Müllverbrennungsanlagen im semiindustriellen Maßstab an der institutseigenen modularen 1 MWth Pilotanlage getestet und weiterentwickelt.

Ein alternativer Ansatz zur nachhaltigen Nutzung von Abfällen und biogenen Reststoffen besteht in der stofflichen Verwertung mittels thermochemischer Verfahren. Hierbei werden diese mittels eines thermischen Vergasungsprozesses zunächst in ein Synthesegas überführt. Aus diesem lässt sich nach einer gezielten Aufbereitung anschließend eine Vielzahl von Produkten oder Grundstoffen für die (chemische) Industrie generieren. Die Methanolsynthese stellt beispielsweise einen solchen Synthesepfad dar.

Durch die aktuelle Erweiterung der Pilotanlage um eine Pilot-Gasreinigungsanlage zur Aufbereitung des im bestehenden Anlagenteil erzeugten Roh- zu einem weiterverwendbaren Synthesegas, lässt sich nun der komplette Prozesspfad experimentell in einem semiindustriellen Maßstab untersuchen.

Projekte:

Fernsehbeitrag zur CO₂-Abscheidung

hr, hessenschau, 10.01.2015

Die durch den Menschen verursachten CO₂-Emissionen haben einen wesentlichen Beitrag am Klimawandel. Eine Möglichkeit zur Reduktion dieser besteht in der Abscheidung des CO₂ aus Kraftwerks- und Industrieprozessen und der anschließenden langfristigen Speicherung (Carbon Capture and Storage, CCS). Solche Verfahren werden seit mehreren Jahren am Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik untersucht und optimiert. Experimentelle Betrachtungen erfolgen u.a. in der im Jahr 2010 in Betrieb genommenen 1 MWₜₕ-Pilotanlage, in welcher die verschiedenen Verfahren in umfangreichen Versuchskampagnen im semiindustriellen Maßstab getestet werden. Das im Beitrag vorgestellte Verfahren Carbonate Looping zeichnet sich durch seinen geringen spezifischen Energieaufwand zur Abscheidung sowie die Nachrüstbarkeit an bestehende Anlagen, wie etwa konventionellen Kraftwerken, aus. Neben einer reinen Reduktion der CO₂-Emissionen sind bei einer Kopplung des Verfahrens mit einer Biomasse- bzw. Abfallverbrennung auch negative CO₂-Emissionen erreichbar.

Fernsehbeitrag zur Methanolsynthese

Sat.1, 17:30 Sat.1, 06.05.2019

Neben dem Ansatz der Speicherung (CCS) besteht die Möglichkeit das in Kraftwerks- und industriellen Prozessen abgeschiedene CO₂ zu nutzen (Carbon Capture and Utilization, CCU) und somit fossile Energieträger in anderen Prozessen zu substituieren. Hierzu wird das CO₂ zunächst mit H₂ zu Methanol umgewandelt, welches ein wichtiges Basisprodukt der chemischen Industrie darstellt. In folgenden Prozessschritten werden hieraus andere Chemikalien oder Kraftstoffe synthetisiert. Besonders interessant ist ein solches Verfahren in Anbetracht der Zunahme des Anteils fluktuierender, erneuerbarer Energien an der elektrischen Leistungsbereitstellung. Bei einer hohen Einspeisung dieser kann der z.B in Müllkraftwerken (MKW) produzierte Strom, welcher nicht am Markt abgesetzt werden kann, zur Wasserstoffherstellung mittels Elektrolyse genutzt werden. Somit wird ein fortwährender Volllastbetrieb und damit einhergehend ein stetig hoher Wirkungsgrad der MKW ermöglicht. Aufgrund des hohen Anteils an Stoffen biogenen Urpsrungs in Abfällen trägt ein solches Verfahren auch unmittelbar zur Dekarbonisierung der chemischen Industrie bei.