Über das Projekt

Projekt

Im Rahmen von „CARMEN“ gehen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nun einen Schritt weiter: das CaL-Verfahren wird unter realen Bedingungen untersucht. Dazu ist der Bau einer mobilen CaL-Pilotanlage geplant. Diese soll in fünf energieintensiven Industrieunternehmen mit den realen Abgasen der jeweiligen Anlage eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um zwei Müllverwertungsanlagen, eine Papierfabrik, ein Kalk- und ein Zementwerk. Die Pilotanlage wird von der TU Darmstadt als Projektleiterin gebaut und anschließend gemeinsam mit den Betreibern betreut. Sie soll Ende 2025 in Betrieb gehen.

Eine größere, fest installierte Demonstrationsanlage für einen noch zu wählenden Standort wird von der Business Unit Polysius bei thyssenkrupp entworfen und geprüft. Die Technische Hochschule Köln untersucht und analysiert die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens für die jeweilige Industrieanlage. Gleichzeitig beleuchtet das Pharmaunternehmen Merck KGaA die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf die Pharma/Chemie-Branche.

Im Unterauftrag betreut das House of Energy die Öffentlichkeitsarbeit des Projekts, organisiert Workshops und Veranstaltungen und richtet einen Begleitkreis ein, um die Anwendungsnähe des Projekts sicherzustellen.

In vielen Industrieprozessen lassen sich CO₂-Emissionen nicht vollständig vermeiden. Das gilt etwa für die Zementherstellung und die Müllverbrennung. Um dort den Ausstoß zu verringern, gibt es verschiedene Methoden, CO₂ aus Abgasen zu entnehmen (abzuscheiden) und anschließend zu speichern oder weiterzuverwenden. Auf diese Weise gelangt das Treibhausgas gar nicht erst in die Atmosphäre und treibt somit den Klimawandel nicht weiter an.

Bei dem sogenannten Carbonate-Looping-Verfahren (CaL) wird das Treibhausgas nach der eigentlichen Verbrennung an natürlich vorkommenden Kalkstein gebunden und so abgeschieden. Diese Methode testen Forschende am Fachgebiet Energiesysteme und Energietechnik (EST) der TU Darmstadt bereits seit 2008 erfolgreich und gehören damit zu den ersten weltweit.

Das CaL-Verfahren hat den Vorteil, dass es an jeder beliebigen Industrieanlage nachgerüstet werden kann, ohne in bestehende Prozesse einzugreifen. Ein weiterer Vorzug ist, dass bei der Methode extrem heiße Abwärme von über 650 Grad Celsius anfalle, die für eine effiziente Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden kann. Zudem ist der Prozess hinsichtlich der zu dekarbonisierenden, eintretenden Abgase, deren Qualität, Zusammensetzung und Temperatur vollkommen unempfindlich und daher gut an verschiedene Anlagen anpassbar.

Einsatzorte

An den fünf Standorten werden der Pilotanlage ein reales Abgas und dort verfügbare Brennstoffe zugeführt, so dass die CaL-Anlage unter realen Bedingungen betrieben wird. Unter Berücksichtigung der Versuchsergebnisse soll für jeden Standort eine individuelle Lösung zur Integration des CaL-Verfahrens erarbeitet und wirtschaftlich bewertet werden.

Müllverbrennungsanlagen

Leverkusen

Bonn

Papierfabrik

Fulda

Kalkwerk

Hönnetal

Zementwerk

Erwitte

Das CaL-Verfahren kann an jeder beliebigen Industrieanlage nachgerüstet werden, ohne in den bestehenden Prozess einzugreifen.

Das Arbeitsprogramm ist in 7 Arbeitspakete (AP) gegliedert, siehe Abbildung. In AP1 wird eine mobile CaL-Pilotanlage gebaut, welche in AP2 an verschiedenen Standorten zum Einsatz kommt. Die dort verwendeten Sorbentien werden in AP3 hinsichtlich einer weiteren Verwendung analysiert. Die Ergebnisse der CaL-Anlage werden in AP4 genutzt, um ein Konzept für die Integration des CaL-Verfahrens in die verschiedenen Standorte zu erarbeiten und zu bilanzieren. Darauf aufbauend wird in AP5 die Wirtschaftlichkeit der Konzepte untersucht. Schließlich wird in AP6 eine Demonstrationsanlage an einem ausgewählten Standort ausgelegt. AP7 umfasst die Koordination des Verbundvorhabens und die Öffentlichkeitsarbeit.

Arbeitsprogramm

Arbeitspakete

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Finanzierung
Projektvolumen ca. 6,7 Mio. €
Fördervolumen ca. 5,1 Mio. €

Projektlaufzeit
11.2023 – 10.2027