Forschungsbericht 2009



VERGLEICH DER IN COORETEC VERFOLGTEN KRAFTWERKSPROZESSE UNTER EINHEITLICHEN REALITÄTSNAHEN RANDBEDINGUNGEN

Institut: Energietechnik
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Stellvertretende Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Mitarbeiter/innen: Dipl.-Ing. Imo Pfaff
Projektnummer: E.6-07.061
Laufzeit: 15.08.2006 - 31.07.2010
Finanzierung: BMWi


 

Zur Vermeidung gravierender anthropogener Klimaveränderungen durch Kohlenstoffdioxid (CO2) wird eine globale Emissionsreduktion dieses Gases angestrebt. Im Fall der Stromerzeugung aus fossilen Energieträgern, die weltweit etwa 60% des erzeugten Stromes ausmacht, kann dies durch Maßnahmen wie beispielsweise Wirkungsgradsteigerung, Brennstoffwechsel oder CO2-Abscheidung erreicht werden.

Im Rahmen der Untersuchungen zu CO2-REduktions-TEChnologien in fossil befeuerten Kraftwerken (COORETEC) wurden die nach heutigem Kenntnistand aussichtsreichsten Technologien herausgearbeitet. Die Angaben in der COORETEC-Studie "Forschungs und Entwicklungskonzept für emissionsarme fossil befeuerte Kraftwerke" bezüglich der elektrischen Wirkungsgrade liegen innerhalb dieser Studie zum Teil weit auseinander. Zudem wurden bei einigen Berechnungen Randbedingungen und Annahmen zugrunde gelegt, die die errechneten Wirkungsgrade, deren Vergleichbarkeit und unter Umständen die generelle technische Realisierbarkeit der Prozesse in Frage stellen.

Mit Fokus auf die derzeit im COORETEC-Programm weiterverfolgten Prozesse (s. nachfolgende Liste) zielt das Forschungsvorhaben auf die Definition von einheitlich bzw. vergleichbaren Randbedingungen für die Wirkungsgradberechnung für die realitätsnahe Wirkungsgradberechnung der Prozesse ab.

Ohne CO2- Abscheidung:

  • Dampfkraftwerk (Steinkohle/Braunkohle)
  • GuD-Kombiprozess

Mit CO2- Abscheidung:

  • Dampfkraftwerk mit nachgeschalteter Abscheidung
  • Oxyfuel-Prozess mit Rauchgasrezirkulation und kryogener Luftzerlegungsanlage bzw. Hochtemperaturmembran zur Sauerstoffbereitstellung
  • IGCC mit CO2-Abtrennung

Dadurch, dass alle vergleichbaren Komponenten mit vergleichbaren Parametern belegt werden, wird die Vergleichbarkeit der Prozesse hinsichtlich der Wirkungsgrade sowie des CO2-Vermeidungspotentials erreicht.

Zunächst wird der Stand der Technik erfasst, um dann in folgenden Entwicklungsszenarien die Wirkungsgradpotentiale zu bestimmen und zu vergleichen. Durch die einheitliche Anwendung auf die Prozesse kann die Relevanz der einzelnen Entwicklungen prozessspezifisch bewertet und verglichen werden.

Wesentliches Ergebnis des Forschungsvorhabens soll die Aussage bilden, welche der betrachteten Prozesse unter realitätsnahen vergleichbaren Randbedingungen in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht das größte Potential bietet, den Klimaschutz schnellstmöglich voranzutreiben.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsprojekt können Sie hier bekommen.

 

Publikationen
  • 6-07.122V

    Pfaff, I.; Kather, A.; Sieck, J.: Thermodynamischer Vergleich von Oxyfuel-Kraftwerksprozessen mit Sauerstoffbereitstellung durch kryogene Luftzerlegungsanlagen und durch Hochtemperaturmembranen, 40. Kraftwerkstechnisches Kolloquium, Dresden, 14.-15. Oktober 2008.

  • 6-07.131V

    Pfaff, I.; Kather, A.: Comparative Thermodynamic Analysis and Integration Issues of CCS Steam Power Plants Based on Oxy-Combustion with Cryogenic or Membrane Based Air Separation. In: Proceedings of the 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies, Washington DC, USA, 16 - 20 November 2008.

  • 6-07.142V

    Pfaff, I.; Oexmann, J.; Kather, A.: Optimised Integration of Post-Combustion CO2 Capture Process in Greenfield Power Plants. Energy, 2010. Article in press (Issue, Volume, Pages to be defined) DOI: 10.1016/j.energy.2010.06.004


Stichwörter

  • CO2-Emissionsminderung
  • Dampfkraftwerk
  • Fossil befeuerte Kraftwerke
  • Modellierung
  • Prozessanalyse