HotVeGas

Grundlegende Untersuchungen zur Entwicklung zukünftiger Hochtemperaturvergasungs- und -gasreinigungsprozesse für IGCC-Kraftwerke mit CO₂-Abtrennung und zur Herstellung synthetischer Energieträger.

Übergeordnetes Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die notwendigen Grundlagen für die Entwicklung zukünftiger, hocheffizienter Hochtemperaturvergasungsprozesse mit integrierter Heißgasreinigung und optionaler CO₂-Abscheidung für IGCC-Kraftwerke und Prozesse zur Herstellung synthetischer Brennstoffe zur Verfügung zu stellen.

HotVeGas ist ein vom BMWi, im Rahmen von COORETEC (CO₂ Reduktions-Technologien), und Industriepartnern finanziertes Verbundforschungsprojekt unter der Federführung des Lehrstuhls für Energiesysteme der TU München.

Die Schwerpunkte lassen sich in die folgenden Arbeitsbereiche einteilen: 

• Experimentelle Untersuchung der Vergasungsreaktionen unter großtechnisch relevanten Bedingungen an Versuchsanlagen
• Experimentelle Untersuchungen des Asche- und Schlackeverhaltens
• Aufbau einer Datenbank zur Modellierung thermochemischer und thermophysikalischer Eigenschaften von Aschen und Schlacken unter streng reduzierender Atmosphäre
• Entwicklung von CFD-Modellen zur Abbildung der Strömung, Reaktionen und Wärmeübertragung von Flugstromvergasungsprozessen
• Untersuchungen zu Aschereaktionen bei höchsten Temperaturen und bei Abkühlung, sowie zur Heißgasreinigung
• Gesamtprozessbetrachtungen und Optimierung

Hintergrund

Kohlekraftwerke auf der Basis der IGCC-Technologie (Integrated Gasification Combined Cycle) bieten den Vorteil eines hohen Wirkungsgrades (> 50%) und die Möglichkeit einer effektiven CO₂-Abscheidung. Im Vergleich zu den konkurrierenden Systemen zur CO₂-Abscheidung weist die IGCC-Technologie mit CO₂-Abtrennung deutliche Vorteile auf:

• Höchster Wirkungsgrad bzw. geringste Wirkungsgradeinbuße
• Höchste Brennstoffflexibilität
• Niedrigste Emissionen
• Nachrüstbarkeit der CO₂-Abtrennung
• Betrieb auch ohne Abscheidung möglich ("No Regret"-Strategie)

Ein weiterer, wesentlicher Vorteil der IGCC-Technologie ist darin zu sehen, dass neben Strom auch synthetische Energieträger wie Wasserstoff, Methan, Methanol oder flüssige Kraftstoffe erzeugt werden können. Heute betriebene IGCC-Kraftwerke erreichen elektrische Wirkungsgrade von ca. 45%. Ausgehend vom Stand der Technik können heute IGCC-Kraftwerke ohne CO₂-Abtrennung mit einem elektrischen Wirkungsgrad von ca. 50% geplant und in ca. 5 Jahren realisiert werden. Werden die klassischen Einzelkomponenten und das IGCC-Gesamtkonzept weiter optimiert, können in 12 Jahren elektrische Wirkungsgrade von 55% erreicht werden. Darüber hinaus besteht langfristig ein erhebliches Potential durch Entwicklung integrierter Vergasungs- und Heißgasreinigungsprozesse, deren Entwicklung bereits heute initiiert werden muss.

Projektpartner