Forschungsbericht 2015
GUD-POXY – CO2-Abtrennung in GUD-Kraftwerksprozessen mit Post-Combustion und Oxyfuel
Aufgrund des höheren spezifischen Energiebedarfs der CO2-Abtrennung sind die CO2-Vermeidungskosten in GuD-Kraftwerken im Allgemeinen höher als in kohlebefeuerten Anlagen. Für den Betreiber eines GuD-Kraftwerks ist es daher von Interesse, abzuwägen, ob Maßnahmen, welche die CO2-Emissionen einer bestimmten Anlage reduzieren, kostengünstiger sind, als der finanzielle Aufwand erhöhter CO2-Emissionen, der in Form von CO2-Steuern oder CO2-Emissionszertifikaten anfällt. Obwohl der energetische und finanzielle Aufwand, die CO2-Emissionen in GuD-Kraftwerken zu reduzieren, im Allgemeinen höher ist als in kohlebefeuerten Anlagen, führen sowohl die geringen Stromerzeugungskosten solcher Anlagen, die Verfügbarkeit des Brennstoffs als auch mögliche zukünftige Gesetzesbestimmungen, die beim Bau solcher Anlagen eingehalten werden müssen (z. B. CO2 Capture-Ready Zertifizierung), dazu, dass die Identifizierung von Möglichkeiten zur CO2-Emissionsreduktion für GuD-Kraftwerke von besonderem Interesse für die Betreiber ist. Für die Realisierung einer CO2-Abtrennung in GuD-Kraftwerken bieten sich die Post-Combustion CO2-Abtrennung oder die Oxyfuel-Verbrennung des Brennstoffes in einer Atmosphäre aus Sauerstoff und rezirkuliertem Abgas an. Das Ziel des Verbundprojektes ist es, diese beiden Prozesse unter Berücksichtigung aller relevanten Randbedingungen zu optimieren und anschließend einen Vergleich dieser Prozesse anhand technischer und wirtschaftlicher Gesichtspunkte durchzuführen. Die veränderten Bedingungen für die Verbrennung, welche z. B. durch eine Abgasrezirkulation hervorgerufen werden, werden sowohl experimentell an einem Versuchsstand des Verbundpartners LSM als auch analytisch durch Modellierungen untersucht. Resultierende Erkenntnisse können für die Modellbildung des Gesamtprozesses am IET berücksichtigt werden, sodass eine detaillierte Gesamtprozessanalyse vorgenommen werden kann, in welcher sämtliche Komponenten der Prozesse mithilfe numerischer Modelle in entsprechenden Simulationstools unter realitätsnahen Randbedingungen abgebildet sind. Ergänzt werden die Prozesssimulationen durch Wirtschaftlichkeitsanalysen, um neben den technischen auch die wirtschaftlichen Aspekte dieser Prozesse zu untersuchen. Es sollen dabei lediglich solche Prozesse untersucht werden, die kurz- bis mittelfristig Aussichten auf eine Realisierung im kommerziellen Maßstab haben. Stichworte
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