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 Forscher befürchten grundlegenden Wandel der Ozeane-selbst bei Reduktion des Treibhausgas-Ausstoßes
03.07.2015 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

nachricht Aus alt mach neu - Rohstoffquelle Elektroschrott
02.07.2015 | Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

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: Forschungsschiff Heincke seit 25 Jahren im Dienst der Wissenschaft

Ein Vierteljahrhundert alt, über 900.000 Kilometer (488.842 nautische Meilen) gefahren und trotzdem auf dem neuesten wissenschaftlichen und technischen Stand: Die Indienststellung des Forschungsschiffes Heincke jährt sich am 8. Juli 2015 zum 25. Mal.

Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), das die Heincke betreibt, nehmen ebenso regelmäßig an...

Im Focus: Solardächer produzieren Strom für Fahrzeuge

Studentische Industriekooperation zwischen HAW Hamburg und Webasto erarbeitet Ergebnisse für EU-Zertifizierungsprozess von Solardächern zur Verbesserung der Öko-Bilanz von Fahrzeugen.

Unter der Leitung von Dr.-Ing. Volker Skwarek, Professor für technische Informatik an der HAW Hamburg, erarbeiteten sechs Studierende des...

Im Focus: Viaducts with wind turbines, the new renewable energy source

Wind turbines could be installed under some of the biggest bridges on the road network to produce electricity. So it is confirmed by calculations carried out by a European researchers team, that have taken a viaduct in the Canary Islands as a reference. This concept could be applied in heavily built-up territories or natural areas with new constructions limitations.

The Juncal Viaduct, in Gran Canaria, has served as a reference for Spanish and British researchers to verify that the wind blowing between the pillars on this...

Im Focus: Aus alt mach neu - Rohstoffquelle Elektroschrott

Der Markt für Unterhaltungselektronik boomt: Rund 60 Millionen Fernsehgeräte wurden im letzten Jahr in Europa verkauft. Früher oder später werden sie zurückkehren – als Elektroschrott.

Die Recycling-Industrie hat darauf reagiert: Kupfer, Aluminium, Eisen- und Edelmetalle sowie ausgewählte Kunststoffe werden bereits wiederverwertet. Allerdings...

Im Focus: Radar schützt vor Weltraummüll

Die Bedrohung im All durch Weltraummüll ist groß. Aktive Satelliten und Raumfahrzeuge können beschädigt oder zerstört werden. Ein neues, nationales Weltraumüberwachungssystem soll ab 2018 vor Gefahren im Orbit schützen. Fraunhofer-Forscher entwickeln das Radar im Auftrag des DLR Raumfahrtmanagement.

Die »Verkehrssituation« im All ist angespannt: Neben unzähligen Satelliten umkreisen Weltraumtrümmer wie beispielsweise ausgebrannte Raketenstufen und...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Flurförderzeuge im Zeichen der Zeit

03.07.2015 | Veranstaltungen

Aktuelles aus Forschung und Betrieb: 27. Deutscher Flammentag

02.07.2015 | Veranstaltungen

Call for ideas: Gute Ideen für bessere Städte

02.07.2015 | Veranstaltungen

 
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Siemens erhält Auftrag für Offshore-Windkraftwerk in Großbritannien

03.07.2015 | Unternehmensmeldung

Flurförderzeuge im Zeichen der Zeit

03.07.2015 | Veranstaltungsnachrichten

Kompakter Time Converter für zuverlässigen Einsatz in rauen Umgebungen

03.07.2015 | Energie und Elektrotechnik