BMWi fördert die Entwicklung eines Oxyfuel-Blockheizkraftwerks zur CO2-Abtrennung

12.12.2018

Der Einsatz von Blockheizkraftwerken (BHKW) wird bereits seit Jahrzehnten gefördert, weil sie vor Ort sowohl Strom als auch Wärme bedarfsgerecht erzeugen und somit den Energiegehalt von Brennstoffen optimal ausnutzen können. Wie bei allen Verbrennungsprozessen entsteht dabei jedoch CO2, das zur Klimaerwärmung beiträgt.

© Fraunhofer IKTS

Modul mit MIEC-Membranen für die O2-Erzeugung.

© Fraunhofer IKTS

Schematisches Anlagenkonzept des Oxyfuel-BHKW mit CO2-Abtrennung.

Im Verbundprojekt »OGiS« – Oxyfuel-Gasmotor mit integrierter Sauerstofferzeugung zur CO2-Abtrennung, welches das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie über einen Zeitraum von drei Jahren mit rund 1,2 Mio € fördert, soll der BHKW-Motor mit Sauerstoff anstelle von Luft betrieben werden. Das Abgas besteht nach Kondensation des Wasserdampfes dann aus nahezu reinem CO2, das mit Wasser und »grünem« Strom wieder in synthetische Brennstoffe umgewandelt werden kann.

Das Fraunhofer IKTS entwickelt im Projekt keramische MIEC-Membranen (MIEC – Mixed Ionic Electronic Conductor), die mit einem Motor den benötigten Sauerstoff vor Ort erzeugen. Insgesamt erwartet das Konsortium (Fraunhofer IKTS, regineering GmBH Preith, TAD GmbH Oranienbaum) trotz des geringen zusätzlichen Energieaufwandes für die O2-Abtrennung sogar einen Zuwachs des elektrischen Wirkungsgrades des Gesamtsystems, da ein erhöhter O2-Gehalt den Carnot-Wirkungsgrad steigert. Der Carnot-Faktor beschreibt den höchsten theoretisch möglichen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Wärmeenergie in mechanische Energie. Außerdem kann beim geplanten Prozess die motorische Verbrennung ohne Rücksicht auf NOx-Emissionen optimiert werden, da kein Luftstickstoff in die Verbrennung gelangt.

Erstmals wird damit ein CCS-Prozess (Carbon Capture and Storage) vorgeschlagen, der für die CO2-Abtrennung voraussichtlich keinen zusätzlichen Energieaufwand benötigt. Im Erfolgsfall könnte er als Basis für Energiespeichersysteme mit deutlich erhöhtem Gesamtwirkungsgrad und geringerer technischer Komplexität dienen.

 

Weiterführende Links