Regenerative Kraftstoffe

ZSW: Versuchsanlage nutzt Abwärme um CO2 aus Luft zu gewinnen

27.05.2019 Das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) hat ein Verfahren entwickelt, das den Rohstoff CO2 effizienter und günstiger als bisher aus der Luft gewinnt. Este Tests sind positiv verlaufen.

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Die Versuchsanlage liefert einen Kubikmeter Kohlendioxid pro Stunde. Bild: ZSW

Ziel des Verfahrens ist es, Kraftstoffe aus grünem Wasserstoff und Kohlendioxid herzustellen. Das neue Verfahren arbeitet besonders effizient, da es zur Gewinnung von Kohlendioxid aus Luft Abwärme aus anderen Prozessschritten nutzt. Eine Demonstrationsanlage in Stuttgart testet das neue Verfahren seit April 2019 erfolgreich. Die Forschungsarbeiten erfolgen im Rahmen des Projektes „CO2-Rohstoff aus Luft“, kurz CORAL. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert CORAL mit 755.000 Euro. Bislang entwickelte Verfahren zur CO2-Bereitstellung aus der Luft liefen nur mit Strom, was den Vorgang weniger effizient und dadurch wirtschaftlich unattraktiv macht. Ziel des Forschungsprojektes CORAL ist es deshalb, hier Fortschritte zu erreichen: Zuerst ermittelten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler das effizienteste und kostengünstigste Verfahren und errichteten in einem zweiten Schritt eine Testanlage.

zsw co2-Abtrennung nutzt Abwärme

Fließschema des Verfahrens. Bild: ZSW

„Um das Kohlendioxid aus der Luft zu holen, also von Stickstoff und Sauerstoff zu trennen, verwenden wir eine CO2-bindende Chemikalie, die in Wasser löslich ist“, erklärt Dr. Ulrich Zuberbühler, stellvertretender Leiter des ZSW-Fachgebiets Regenerative Energieträger und Verfahren. „Wenn nun Luft durch diese Lösung geblasen wird, bleibt das Kohlendioxid hängen und kann später wieder freigesetzt werden.“ Beim entwickelten Verfahren handelt es sich um einen Waschprozess mit einer wässrigen Lösung und anschließender CO2-Desorption. Für das Durchströmen der Luft durch den Wäscher nutzen die Forscher Strom, für das anschließende Austreiben des CO2 aus der Lösung hauptsächlich Abwärme aus der Elektrolyse und der Methanisierungseinheit – beispielsweise einer Power-to-Gas-Anlage.

Dieser letzte Schritt reduziert den Gesamtenergiebedarf und die Kosten: Um einen Kubikmeter CO2 aus der Luft zu filtern, werden vier bis fünf Kilowattstunden Abwärme und nur noch ein bis zwei Kilowattstunden Strom benötigt. Ohne die Abwärmenutzung liegt der Strombedarf rund dreimal so hoch. Durch die Integration der Abwärme in den Prozess hat das neue Verfahren gute Aussichten, mit den Kosten kommerzieller CO2-Anbieter zu konkurrieren, die das CO2 in aller Regel aus fossilen Quellen gewinnen. Die Gasqualität und die Reinheit entsprechen gängigen Standards. Die ZSW-Forscher arbeiten derzeit daran, die genauen Verbrauchswerte und das Langzeitverhalten der Anlage zu ermitteln.

In dem Projekt CORAL arbeitet das ZSW mit den Partnern Institut für Polymerchemie der Universität Stuttgart (IPOC) sowie dem Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu) zusammen. Das ZSW widmet sich der Projektkoordinierung sowie dem Bau und Betrieb der Versuchsanlange. Das IPOC entwickelt unter anderem neue Materialien für die reversible CO2-Adsorption auf Basis monolithischer Polymere bzw. Zellulosefasergewebe. Das ifeu nimmt Lebenszyklusanalysen vor, um die Effizienz und Umweltauswirkungen der Technologie zu untersuchen und mit anderen Verfahren zu vergleichen.

(as)

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