COORETEC - MONIKA

MONIKA - Methanol aus Strom und CO₂ einer Abfallverbrennungsanlage - Untersuchungen zur CO₂-Abscheidung mit Kalkstein

Projektstatus

Abgeschlossen – 01.12.2017 bis 31.05.2019

Projektpartner

SUEZ Deutschland GmbH

Projektbeschreibung

In einer Müllverbrennungsanlage (MVA) wird der im Abfall vorhandene Kohlenstoff weitgehend zu CO₂ umgesetzt und an die Atmosphäre abgegeben. Dieser Kohlenstoff ist teils biogenen bzw. fossilen Ursprungs. Der fossile Anteil trägt somit zur Erhöhung der CO₂-Konzentration in der Erdatmosphäre bei. Eine Möglichkeit zur Verminderung von CO₂-Emissionen ist die Abtrennung von CO₂ aus dem Abgas der MVA und die anschließende stoffliche Verwertung des darin gebundenen Kohlenstoffs. Dies kann z.B. durch eine Synthese von Methan oder Methanol anhand einer katalytischen Reaktion mit Wasserstoff geschehen, welcher durch Elektrolyse gewonnen wird. Aus der im Abfall gebundenen chemischen Energie wird in einer MVA in der Regel Strom und Wärme produziert. Die Vergütung des in das Netz eingespeisten Stroms wird aufgrund der geförderten und fluktuierenden Einspeisung aus regenerativen Energiequellen immer geringer und schwerer planbar. Wird der Strom (teilweise) für die Herstellung von Wasserstoff mittels Elektrolyse verwendet, so kann der in der MVA produzierte Strom auch in Zeiten von geringen (oder gar negativen) Stromerlösen ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden. Zur Abscheidung von CO₂ aus einer MVA bietet sich das Carbonate-Looping (CaL) Verfahren an. Hierbei handelt es sich um eine Absorption von CO₂ durch einen zirkulierenden Feststoff auf Basis natürlichen Kalksteins. Das CaL-Verfahren verspricht niedrige Wirkungsgradverluste und relativ geringe CO₂-Abscheidungskosten im Vergleich zu anderen CO₂-Abscheideverfahren.

Das übergeordnete Ziel des COORETEC-Verbundvorhaben „MONIKA“ ist es zu ermitteln, inwiefern das dargestellte Konzept zur Herstellung von Methanol für eine Nachrüstung an eine bestehende MVA technisch und ökonomisch geeignet ist. Zentraler Bestandteil des Projekts ist die Untersuchung der CO₂-Abscheidung durch das CaL-Verfahren in dem oben dargelegten Anwendungsfall einer MVA. Hierzu werden Langzeit-Tests an einer 1 MWₜₕ CaL Versuchsanlage durchgeführt. Weiterhin werden Prozessmodelle entwickelt um sowohl stationäre Betriebszustände als auch dynamische Vorgänge des Gesamtsystems zu untersuchen. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll eine Demonstrationsanlage in der Größenordnung mehrere MWₜₕ konzeptioniert und ausgelegt werden.

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