Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kohleumwandlung und CO2-Speicherung untertage

09.06.2008
Eine wirtschaftlich günstige und gleichzeitig umweltfreundliche Nutzung tiefer Steinkohlevorkommen durch die Vergasung untertage sowie die Speicherung des dabei frei werdenden CO2 im verbleibenden Material der ausgebrannten Flöze untersucht jetzt ein RWTH-Projekt am Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Rafig Azzam.

Während zwei Jahren werden ein Wissenschaftlicher Mitarbeiter und eine Reihe studentischer Hilfskräfte zusammen mit der DMT GmbH unter Einbeziehung kooperierender RWTH-Lehrstühle und -Institute in dem 300.000-Euro-Vorhaben des GEOTECHNOLOGIEN-Programms des Bundesforschungsministeriums und der Deutschen Forschungsgemeinschaft die CO2-Speicherung in in-situ umgewandelten Kohleflözen unter die Lupe nehmen.

Die vielversprechenden Forschungsarbeiten könnten ergeben, dass auch bislang unwirtschaftliche kohleführende Flöze bis zu 4.000 Meter Teufe gewinnbringend vor Ort vergast werden können und durch die gleichzeitige CO2-Verbringung untertage eine überaus günstige Klimabilanz erreichbar ist.

"Die Idee zur gezielten Untertage-Kohlevergasung stammt aus der Mitte des 19. Jahrhunderts zur Kontrolle und Nutzung spontaner Kohlebrände", erläutert der Ingenieurgeologe Thomas Kempka den historischen Hintergrund des Verfahrens. Nach ersten Programmen in der ehemaligen UdSSR während der 30er Jahre des vergangenen Jahrhunderts und Testläufen im Laufe der 70er und 80er Jahre auch in Europa laufen inzwischen aufgrund der steigenden Energiekosten weltweit Anstrengungen, dieses Verfahren in größerem Maßstab zu etablieren.

Das Prinzip ist auf den ersten Blick ganz einfach: Es erfolgen bis zu 26 gerichtete Bohrungen nebeneinander, die in großer Tiefe waagerecht nebeneinander vorangetrieben werden. Anschließend werden diese mit einer weiteren Bohrung rechtwinklig dazu verbunden. Anschließend erfolgt die Selbstzündung der Kohle durch die Injektion eines Sauerstoff-Wasserdampfgemischs. Durch die Injektion mit 80 bar wird ein Luftstrom erzeugt, der eine kontrollierte Verbrennung der flözführenden Schicht erlaubt. Will man die Vergasung untertage stoppen, reicht eine Stickstoffinjektion. Das so gewonnene Gas wird durch die vertikale Bohrung an die Erdoberfläche geschafft. Dort erfolgt die Trennung des Synthesegases vom Kohlendioxyd, das anschließend wieder untertage verbracht wird. "Auf diesem Wege dauert eine Kohlevergasung und CO2-Abspaltung für eine Fläche von einem Quadratkilometer bei einer Flözmächtigkeit von 1,5 Meter rund 2,5 Jahre", schätzt Thomas Kempka.

Das Forschungsprojekt im Aachener Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie soll nun vor allem Umweltaspekte dieses Verfahrens prüfen: Wie wirken sich die entstehenden Hohlräume untertage auf die Erdoberfläche aus? Inwiefern kann eine Verunreinigung von unterirdischen Wasserspeichern, so genannten Aquiferen, durch Gase erfolgen? "Das Hauptaugenmerk unserer Untersuchungen liegt aber auf der Speichersicherheit für das CO2 untertage", betont Kempka. Von daher soll das Projekt neben der konzeptionellen Vorgehensweise vor allem einen Katalog mit Kriterien für die Standortwahl und die Speicherpotenziale erbringen. Darüber hinaus erfolgen am beteiligten Lehr- und Forschungsgebiet für Kokereiwesen, Brikettierung und Thermische Abfallbehandlung Untersuchungen an Probematerialien aus den deutschen Bergbaurevieren. Weitere Probenanalytik stellt das Lehr- und Forschungsgebiet Ton- und Grenzflächenmineralogie sicher. Die Porosität und Durchlässigkeit des Materials wird am Geologischen Institut bestimmt. Am Lehrstuhl für Geologie, Geochemie und Lagerstätten des Erdöls und der Kohle werden ferner Experimente zu den Speicherkapazitäten der unterirdischen Schichten vorgenommen. Im Rahmen von Studien- und Bachelor-Arbeiten sind auch unmittelbar Studierende an dem Projekt beteiligt.

"Dieses Verfahren könnte aus wirtschaftlicher Sicht günstiger als herkömmliche Kohlekraftwerke arbeiten und dabei CO2-Emissionswerte in der Größenordnung eines Kernkraftwerkes erreichen", fasst Thomas Kempka die Vorteile zusammen. Noch eindrucksvoller scheinen die langfristigen Aspekte der in-situ Kohleumwandlung: "Dadurch wird die Nutzung heimischer Kohlevorkommen in großen Tiefen möglich, die unseren Energiebedarf für die nächsten Jahrhunderte decken könnten."

Weiter Informationen bei
Dipl.- Ing. Thomas Kempka, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie der RWTH Aachen, Lochnerstraße 4-20, 52062 Aachen, Telefon: 0241/8096777.

Toni Wimmer

Thomas von Salzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.rwth-aachen.de

Weitere Berichte zu: CO2-Speicherung Ingenieurgeologie Kohle Kohleumwandlung

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Beschichtung lässt Muscheln abrutschen
18.08.2017 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

nachricht PKW-Verglasung aus Plastik?
15.08.2017 | Technische Hochschule Mittelhessen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie