Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Intelligente Membranen sollen Kohlendioxid abtrennen

11.05.2010
Wirkungsgrad versus Emission
Damit der Strom aus Kohlekraftwerken sauberer wird

Bis 2030, so lauten die Prognosen, werden Kraftwerke auf Basis fossiler Brennstoffe über zwei Drittel des weltweiten Strombedarfs decken. In Deutschland sind Kohlekraftwerke die größten CO2-Emittenten, denn eine großtechnische CO2-Abscheidung gibt es bislang nicht.

Das Problem: Deren Integration in den Kraftwerksprozess hat enorme Energieeinbußen zur Folge. Bochumer Ingenieure um Prof. Dr.-Ing. Viktor Scherer (Energieanlagen und Energieprozesstechnik, Fakultät für Maschinenbau) setzen auf selektive Gastrennmembranen, um das Treibhausgas abzuscheiden.

Gemeinsam mit ihren Kooperationspartnern der Helmholtz Allianz MEM-BRAIN suchen sie derzeit nach dem größten gemeinsamen Nenner zwischen Wirkungsgradverlust und CO2-Abscheidung.

Simulation: „größter gemeinsamer Nenner“

Die Bochumer Ingenieure konzentrieren sich bei ihren Untersuchungen speziell auf das sog. Pre-Combustion-Verfahren bei Kohlevergasungskraftwerken. Der Brutto-Wirkungsgrad dieses Kraftwerkstyps liegt bei rund 47 Prozent; es emittiert etwa 700 Gramm Kohlendioxid pro erzeugter Kilowattstunde in die Atmosphäre. Mit den Daten der Membran-Entwickler im Forschungszentrum Jülich und anderen Partnern der Helmholtz-Allianz simulieren die Bochumer Forscher, wie sich die CO2-Abscheidung mittels Membranen auf die Kraftwerksprozesse auswirkt. Dafür haben sie mit einer speziellen Simulationssoftware ein Kohlevergasungskraftwerk vollständig abgebildet: bestehend aus mehreren hundert Verschaltungen und knapp hundert Untereinheiten. Zudem integrierten sie über vorgefertigte Schnittstellen ein speziell für die Membransimulation entwickeltes Modell in die Simulationssoftware.

Wenn Wirkungsgradverluste die Preise steigen lassen …

Mit Membranen lassen sich über 90 Prozent des Kohlendioxids abtrennen, das ergaben die Berechnungen. Dabei kommt es insgesamt zu Wirkungsgradverlusten von neun bis zehn Prozent, was gewaltige Einbußen bedeutet: Denn für ein Kohlekraftwerk mit einem Wirkungsgrad von 47 Prozent hieße dass, von 1000 MW thermischer Leistung aus der Kohle blieben statt 470 MW nur 370 MW Strom. Dabei sänken die Emissionen aber von 700g auf nur noch 40g Kohlendioxid pro erzeugter Kilowattstunde. Die besten Ergebnisse weisen bisher Keramikmembranen auf (untersucht werden auch Membranen auf Metall- und Polymerbasis). „Selbst bei höchstem technischen Aufwand werden sich die Wirkungsgradverluste infolge CO2-Abscheidung nicht auf „null“ reduzieren lassen“, so die Prognose der Forscher. Als realisierbar sehen sie CO2-Abscheideraten die mit Verlusten von 90, 80 oder vielleicht auch 70 MW verbunden sind. Jedes verlorene Megawatt erhöht den Verbrauch der Ressource Kohle und wird letztlich zu höheren Strompreisen führen. Die Gesellschaft wird entscheiden müssen, was ihr sauberere Kohlekraftwerke wert sind.

Themen RUBIN Frühjahr_10

Schwerpunkt Energie: Editorial – Energien des 21. Jahrhunderts (Prof. Dr.-Ing. H.-J. Wagner), Intelligente Membranen sollen Strom aus Kohlekraftwerken sauberer machen, Verbundprojekt „change“ zum Energienutzungsverhalten im Öffentlichen Dienst, Osmosekraftwerke: Potentialanalyse für eine Zukunftstechnologie, Integration von Elektrofahrzeugen in dezentrale Energieversorgungssysteme, Biobrennstoffzellen in Millimetergröße als Antrieb für Miniaturmaschinen im Körper, Wie sicher unsere Energieversorgung ist – ein Gespräch mit dem Wirtschaftsweisen Prof. Christoph M. Schmidt, weitere Themen: Sportspielspezifische Leistungsdiagnostik im Fußball und Tennis, Testamente geben Aufschluss über die Motivation mittelalterlicher Pilger, Nervenschmerzen: neue Diagnostik ermöglicht mechanismenbasierte Therapie, Alterssicherung: Gesetzeslücke trifft Alleinerziehende

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Viktor Scherer, Dipl.-Ing. Johannes Franz, Lehrstuhl für Energieanlagen und Energieprozesstechnik (LEAT), Fakultät für Maschinenbau, 0234/32-26328, Scherer@leat.rub.de, O234/32-26326, franz@leat.rub.de

Redaktion: Dr. Barbara Kruse

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.rub.de/rubin

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht Tausende Holztäfelchen simulieren Plastikmüll
23.02.2017 | Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

nachricht Mehr wärmeliebende Tiere und Pflanzen durch Klimawandel
20.02.2017 | Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie