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10-11 | 2018

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Markt Projekte Heizkraftwerk Chemnitz Neue Technologie zur Rauchgasreinigung Als Betreiber des Heizkraftwerkes Chemnitz investiert der Energieversorger eins energie in sachsen GmbH & Co. KG in eine neue Technologie zur Rauchgasreinigung. Bei der hier eingesetzten Methode handelt es sich um eine Sorbent-Polymerkatalysator-(SPC)Technologie der Firma Gore. Diese sorgt für die Abscheidung von Schwefeldioxid sowie elementarem und oxidiertem Quecksilber aus industriellen Abgasen. Der Einbau dieser SPC-Module am Standort Chemnitz ist im Zeitraum von wenigen Tagen erfolgt. Durch die neuen Module sinkt der Quecksilber-Ausstoß, nach Unternehmensangaben, um die Hälfte. Damit hält eins die neuen Grenzwerte ein. Gores Quecksilberfilter haben sich bereits seit vier Jahren in verschiedenen US-Steinkohlekraftwerken bewährt. In Deutschland ist das Heizkraftwerk Chemnitz damit Vorreiter. Dort erfolgt nach verschiedenen Testinstallationen an anderen Standorten nun der erste kommerzielle Einsatz des Gore Mercury Con- trol Systems. Aufgrund des vergleichsweise unkomplizierten Einbaus in bestehende Anlagen, könnte sich diese Technologie auch als praxiserprobte Alternative für andere kohlebasierte Kraftwerke anbieten. Das fest eingebaute Sorbent-Polymerkatalysator-System beruht auf einzelnen stapelbaren Modulen und lässt sich nach Bedarf erweitern, um so die angestrebten Emissionswerte für Quecksilber- und Schwefeldioxid zu erreichen. Bis heute basiert die Wärmeversorgung in Chemnitz noch zu großen Teilen auf Braunkohle. Bei dieser Art der Wärmegewinnung entsteht Quecksilber, das entsorgt werden muss. Gegenüber herkömmlichen Abscheide-Technologien soll die SPC-Technik von Gore Vorteile bieten, die für noch sauberere Abluft sorgen. Deshalb sei die Investition für den Energieversorger wichtig, um die Kohleblöcke bis zu ihrer Abschaltung im Jahr 2029 in einem umweltfreundlichen Rahmen zu betreiben. www.gore.de Der Energieversorger eins energie in sachsen GmbH & Co. KG investiert im Heizkraftwerk Chemnitz-Nord in eine neue Technologie zur Rauchgasreinigung. Bild: Gore KIT Erneuerbarer Kraftstoff aus der Kläranlage Ineratec baut chemische Reaktoren, die so kompakt sind, dass die gesamte Anlage fertig montiert in einen Schiffscontainer passt. Einen wichtigen Schritt zu einem geschlossenen Kohlendioxid-Kreislauf gehen die Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie Ineratec und das spanische Energieunternehmen Gas Natural Fenosa: Im katalonischen Sabadell haben sie eine Anlage errichtet, die aus Kohlendioxid und erneuerbarem Wasserstoff synthetisches Erdgas erzeugt. Das Verfahren basiert auf der Herstellung von Wasserstoff durch Elektrolyse und deren Reaktion mit CO 2 aus biogenen Quellen – zum Beispiel Klärschlamm. In der Kläranlage der Stadt Bild: Ineratec/Hauser Sabadell im Großraum Barcelona sind die Grundstoffe reichlich vorhanden. Der Prozess nutzt Energie aus erneuerbaren Quellen und speichert diesen im chemischen Energieträger Methan. Spanien hat in den vergangenen vier Jahren bereits 40 Prozent seiner Elektrizität aus erneuerbaren Energiequellen erzeugt. Das Power-to-Gas- Verfahren wandelt nun überschüssigen oder dezentral anfallenden Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonnen- oder Windkraft in Methan um. Ziel ist, erneuerbare Gase zu produzieren, die mit der bestehenden Erdgasversorgung in Spanien kompatibel sind. Das erneuerbare Gas kann in der bestehenden Gasinfrastruktur gespeichert und in Gebiete in ganz Spanien transportiert werden. Die Gasspeicherkapazität in Spanien beträgt etwa 30 TWh, was bedeutet, dass der in dortigen Windkraftanlagen erzeugte Strom ein halbes Jahr lang gespeichert werden kann. Bislang war solch eine dezentrale Produktion nicht wirtschaftlich möglich, weil für das chemische Verfahren normalerweise teure, großtechnische chemische Anlagen nötig sind. Den Ineratec-Gründern gelang der Durchbruch, indem sie eine chemische Reaktortechnologie entwickelten, die zum Beispiel in einen Schiffscontainer passt. Die fertig montierten, modularen Kompaktanlagen sind nach dem Baukastensystem konzipiert, sodass sich die Kapazität nach Bedarf erweitern lässt. Die Pilotanlage in Sabadell soll vorerst 100 m 3 Gas pro Tag produzieren. Sie ist zusätzlich mit einem Katalysator ausgestattet, der vom katalonischen Institut für Energieforschung für die Umsetzung von CO 2 aus biogenen Quellen entwickelt wurde. www.energie.kit.edu 46 UmweltMagazin Oktober - November 2018

Projekte Markt Asahi Kasei Start für Wasserstoff-Projekt Ein Demonstrationsprojekt für die Wasserstoffproduktion aus regenerativem Strom hat jetzt Asahi Kasai im Wasserstoff-Kompetenz-Zentrum h2herten (Herten) gestartet. Das Projekt trägt zur Entwicklung eines Produktionssystems für grünen Wasserstoff bei. Damit verstärkt Asahi Kasei seine Aktivitäten im Feld der Wasserstoffproduktion in Europa. Das japanische Technologieunternehmen ist führender Anbieter auf dem Gebiet von Chloralkali- Elektrolyse-Systemen, die bereits in 126 Produktionsanlagen in 26 Ländern weltweit Anwendung finden. Darauf basierend hat Asahi Kasei ein alkalisches Wasserelektrolysesystem entwickelt, das schwankendem Energiezufluss aus regenerativen Energiequellen angepasst werden kann. Es weist eine hohe Umwandlungseffizienz bei der Transformation von Strom in Wasserstoff auf und kann zu 10 Megawatt-Systemen aufgerüstet werden. Wasserstoff kann somit mit nur einer Anlage in großen Mengen produziert werden. Die neue Anlage simuliert die Herstellung von Wasserstoff aus elektrischem Strom aus Windenergie. Das Gemeinschaftsprojekt mit dem Wasserstoff-Kompetenz-Zentrum h2herten ist für ein Jahr geplant und trägt zur Entwicklung eines Systems zur Großproduktion von grünem Wasserstoff bei. Grüner Wasserstoff wird ausschließlich durch die Nutzung von elektrischem Strom aus regenerativen Energiequellen erzeugt. Das Projekt wurde von Anfang an von der Landeswirtschaftsförderung NRW.INVEST und ihrer japanischen Tochtergesellschaft, der NRW Japan K.K., und der Energieagentur NRW kontinuierlich und intensiv betreut. Fred Toplak, Bürgermeister der Stadt Herten, zum Projekt: “Die Infrastruktur im Wasserstoff-Kompetenz-Zentrum h2herten bietet Asahi Kasei Europe ein ideales Umfeld für den Aufbau und die Systemintegration der alkalischen Wasserelektrolyse. Wir sehen die Kooperation mit Asahi Kasei Europe als beispielhaft für weitere Projektinitiativen mit Unternehmen der Zukunftsenergien zum kontinuierlichen Ausbau des Zentrums.“ Hideki Tsutsumi, Managing Director von Asahi Kasei Europe: “Die Energiewirtschaft in Europe ändert sich dramatisch und sowohl neue Speichertechnologien als auch Produktionstechnologien für grüne Energie sind stark nachgefragt. Asahi Kaseis alkalischer Wasserelektrolyseur ist eine Lösung für diese Herausforderungen. Wir sind stolz, mit h2herten als starkem lokalen Partner zu diesem Wandel beizutragen.“ Asahi Kasei Europe weitet Kooperationen mit europäischen Partnern aus. In Europa und insbesondere Deutschland mit seinen ambitionierten Zielen bei der Senkung der CO2-Emissionen, dem Ausstieg aus der Atomenergie bis 2022 und dem hohen Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromversorgung hat das Interesse an Wasserstoff nicht nur als Energiespeicher (Power-to-Gas) aber auch als wichtiger Rohstoff zur Produktion von Ersatzkraftstoffen stark zugenommen (Power-to-Fuel). Asahi Kasei hat bereits erfolgreich Langzeit-Demonstrationsprojekte für die Wasserstoffproduktion in Japan durchgeführt. Das alkalische Wassereletrolyse-Demonstrationsprojekt in Herten ist das zweite europäische Projekt des Unternehmens, das auf die Entwicklung eines Elektrolysesystems für die Herstellung von grünem Wasserstoff abzielt. Bereits am 14. November 2017 hatte Asahi Kasei Europe die Teilnahme am europäischen Verbundprojekt ALIGN-CCUS bekannt gegeben. Das Projekt ist für drei Jahre angelegt und zielt darauf ab, sechs Industriezentren in Europa bis 2025 in wirtschaftlich starke und CO2-arme Regionen zu transformieren. Asahi Kasei Europe als operative Europazentrale der Asahi Kasei Corporation ist zusammen mit weiteren Partnern Mitglied der Arbeitsgruppe 4 des ALIGN- CCUS Projektes. Der Fokus der Arbeitsgruppe 4 liegt auf der Konzeption, dem Aufbau und der Durchführung eines einzigartigen Projektes zur CO2-Abscheidung und -Transformation in einem industriellen Umfeld. www.asahi-kasei.co.jp/asahi/en/ FH Münster Auf der Suche nach dem optimalen Rührwerk Ein Projekt der FH Münster, in dem untersucht wird, wie sich Biomasse besser vermischen lässt, endet erfolgreich und bringt neue Forschungsideen mit sich. In einer gefüllten Biogasanlage schwimmen gut 2 000 m 3 Abfälle mit großem Methangas- Potenzial, wenn die Rührwerke optimal eingestellt sind. Je effizienter diese die Biomasse vermischen, desto effektiver ist der Prozess der Biogasgewinnung. In der Realität schaffen sie das aber nicht. Sven Annas von der FH Münster erforscht mit einem fachbereichsübergreifenden Verbundprojektteam, welche realistischen und wirtschaftlichen Verbesserungsmöglichkeiten es gibt. Auf der Suche nach dem optimalen Rührwerk erforscht er, wo man dieses am besten im Fermenter platziert und wie man das Paddel geschickt anbringt, so dass der vorhandene Rührwerksimpuls effektiv arbeitet und sich keine Biomasseteilchen absetzen. Das passiert zunächst mit Simulationen am PC, anschließend wird das errechnete Optimum am Plexiglas-Modell im Strömungstechnik-Labor ausprobiert und überprüft. Auch die Höhe des Rührwerks kann die Durchmischung beeinflussen, genauso wie der Füllstand. Die Forscher haben herausgefunden, dass sich Anlagen mit Paddelrührwerken bei einem geringen Füllstand effektiver umwälzen lassen. Hierbei sollte das Rührwerk nur bis ungefähr 75 % eingetaucht sein. Das Umwälzen und Durchmischen ist abhängig vom Zustand der Biomasse. Dieser ist ganz unterschiedlich – je nachdem, was die Betreiber zuführen. Die Charakterisierung der Biomasse hat deshalb einen großen Teil des Projekts in Anspruch genommen. Die Wissenschaftler haben zehn Proben mit jeweils 50 l Biomasse mit Hilfe eines selbst entwickelten Rohrviskosimeters analysiert. Mit diesem konnte untersucht werden, welche Viskositätseigenschaften die Biomasse hat. Wenn die Forscher wissen, wie die Biomasse beschaffen ist, können sie berechnen, wie sie sich im Fermenter bewegt und welchen Einfluss die Viskositätseigenschaften auf die Durchmischung hat. Zum Schluss hat man eine Art Katalog, in dem die gängigen Biomassenzusammensetzungen kategorisiert sind. Diesen ist die jeweilige Viskositätseigenschaft zugeordnet, und es lässt sich empfehlen, wie das Rührwerk für die optimale Vermischung angepasst werden sollte. www.fh-muenster.de UmweltMagazin Oktober - November 2018 47

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