CARMEN
Carbonate Looping mit einer mobilen Anlage

Projektpartner

Standorte für Pilotversuche
  • Papierfabrik Adolf Jass GmbH & Co KG
  • Portlandzementwerk Wittekind Hugo Miebach Söhne KG
  • Lhoist Germany Rheinkalk
  • Müllverwertungsanlage Bonn GmbH
  • AVEA Entsorgungsbetriebe
Hochschule
  • Technische Hochschule Köln
Technologieanbieter
  • thyssenkrupp Business Unit Polysius
Endnutzer
  • Merck KGaA
Beratungsunternehmen
  • House of Energy

Projektbeschreibung

Ziel des Carbonate-Looping-Verfahrens (CaL) ist die Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus industriellen Abgasströmen. Das abgeschiedene CO2 kann dann entweder langfristig gespeichert werden („Carbon Capture and Storage“, kurz CCS) oder für andere Prozesse genutzt werden, z.B. als Ausgangsstoff für verschiedene Synthesen („Carbon Capture and Utilization“, kurz CCU). In beiden Fällen wird verhindert, dass CO2 in die Atmosphäre gelangt, und unterbindet so ein weiteres voranschreiten des Klimawandels. Das CaL-Verfahren findet in zwei Wirbelschichtreaktoren statt. Im ersten Reaktor, dem sogenannten Karbonator, reagiert das CO2 aus dem industriellen Abgas bei Temperaturen von etwa 650 °C mit Kalziumoxid (CaO) zu Calciumcarbonat (CaCO3). Über 90 % des CO2 können auf diese Weise abgeschieden werden. Das CaCO3 wird dann in den zweiten Reaktor, dem Kalzinator, weitergeleitet. Hier zersetzt sich das CaCO3 unter Wärmezufuhr bei etwa 900 °C zu CaO und CO2. Das CaO wird anschließend wieder in den Karbonator zurückgeführt, und das CO₂ kann langfristig gespeichert (CCS) oder weiterverwendet werden (CCU).

Verglichen mit anderen CO2-Abscheideverfahren, wie z.B. der Aminwäsche, ist der CaL-Prozess energetisch gesehen effizienter. Aufgrund der hohen Temperaturen in den Reaktoren kann die Abwärme des Prozesses für die Dampf- und Stromerzeugung genutzt werden. Verglichen mit der Aminwäsche ist das CaL-Verfahren zudem sehr unempfindlich gegenüber Verunreinigungen im industriellen Abgas. Zudem ist das Sorbens CaCO3 – also natürlicher Kalkstein – günstig, in großen Mengen verfügbar und gesundheitlich unbedenklich. Des Weiteren kann der CaL-Verfahren an beliebigen industriellen Anlagen nachgerüstet werden, ohne dass an dem davorliegenden Prozess Änderungen vorgenommen werden müssen. Auf diese Weise kann CaL viele Industriezweige auf dem Weg zur CO2-Neutralität unterstützen. Dazu gehören vor allem Prozesse, bei denen das CO2 prozessbedingt nicht zu vermeiden ist, wie z.B. in der Zementherstellung, der Glasindustrie, bei Papierwerken oder in Müllverbrennungsanlagen. Wir erhoffen, dass die Ergebnisse des Carmen-Projekts die CaL-Technologie einen bedeutenden Schritt näher zur Kommerzialisierung bringen werden.

Ziel des Carmen-Projektes ist es, die technologische Reife des CaL-Verfahrens zu demonstrieren und die Wirtschaftlichkeit für die verschiedenen Industrien zu beweisen. Das CaL-Verfahren wurde bereits ausführlich an der Pilotanlage vor Ort an der TU Darmstadt untersucht. Im nächsten Schritt soll das Verfahren jetzt bei Carmen mit realen Abgasen vor Ort bei den industriellen Partnern demonstriert werden. Die industriellen Partner bilden ein breites Spektrum der deutschen Industrie ab. So ist der Betrieb bei zwei Müllverbrennungsanlagen, einem Zement-, einem Kalkwerk und einer Papierfabrik geplant. Dazu wird eine mobile Anlage in einem Container aufgebaut, der für den Transport per LKW vorgesehen ist. Geplant ist es, die Anlage an jedem der fünf Standorte für jeweils etwa zwei Monate zu betreiben. Die Versuchsergebnisse des Pilotbetriebs dienen dann als Grundlage für die Auslegung von CaL-Anlagen im kommerziellen Maßstab für die betrachteten Standorte. Dies beinhaltet auch eine ausführliche Beurteilung der Wirtschaftlichkeit, also der zu erwartenden Betriebs- und Investitionskosten sowie Konzepte für die Nutzung des abgeschiedenen CO2 und des verbrauchten Sorbens.

MitarbeiterInnen

Projektverantwortliche(r) (EST) Matti Löhden Auslegung der Pilotanlage und Versuchsvorbereitung
Weitere MitarbeiterInnen Martin Greco Coppi Consultation

Weitere Informationen

M.Sc. Matti Löhden

Kontakt

work +49 6151 16-22693

Work L1|01 343
Postfach 10 06 36 (64206 Darmstadt)
Otto-Berndt-Straße 2
64287 Darmstadt

M.Sc. Robin Suardi

Kontakt

work +49 6151 16-22676

Work L1|01 343
Postfach 10 06 36 (64206 Darmstadt)
Otto-Berndt-Straße 2
64287 Darmstadt