VERENA

Vergasungsprozesse mit integrierter Überschussstrom-einbindung zur flexiblen Stromerzeugung und Herstellung synthetischer Energieträger aus Reststoffen

Motivation

In Polygenerationsanlagen kann aus einem festen Brennstoff flexibel Strom sowie synthetische Energieträger, wie z.B. Fischer-Tropsch-Kraftstoff, Methan und Methanol produziert werden. Dies wird durch die Bereitstellung von Synthesegas aus der Vergasung des Brennstoffes ermöglicht, welches entweder in einer Gasturbine verbrannt oder zur weiteren Synthese herangezogen wird. So kann bei Strombedarf ins Netz eingespeist werden, während bei Stromüberschuss flüssige oder gasförmige Energieträger synthetisiert werden können. Zusätzlich kann durch die Integration einer Elektrolyseeinheit Überschussstrom eingebunden werden, indem dieser Wasserstoff zur Konditionierung des Synthesegases und Sauerstoff zur Vergasung des Brennstoffes erzeugt. Durch dieses Konzept wird ein dauerhafter Betrieb des Vergasers gewährleistet, welcher die höheren spezifischen Investitionskosten einer Polygenerationsanlage im Vergleich zu konventionellen Kraftwerken, welche in Zukunft nur bei Strombedarf eingesetzt werden können, besser planbar macht (siehe Abbildung).

Prozesskette einer Polygenerationsanlage. Grün: ständig in Betrieb, Rot: bei Strombedarf in Betrieb, Blau: bei Stromüberschuss in Betrieb

 

Ziele

Übergeordnetes Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung, Erprobung und Bewertung von Technologien zur Umsetzung einer Polygenerationsanlage.

Der Lehrstuhl für Energiesysteme der TU München beschäftigt sich aufgrund seiner langjährigen Erfahrung mit dem Flugstromvergasungsprozess. Die wichtigsten Projektziele des LES lassen sich wie folgt zusammenfassen:

  • Experimentelle Untersuchung des Umsatzverhaltens von Biomassen und Reststoffen unter Flugstrombedingungen
  • Experimentelle Untersuchung der Gaszusammensetzung und Gasaufbereitung des Synthesegases
  • Modellierung der Flugstromvergasung von Reststoffen in CFD sowie Design und Optimierung eines Reaktors im Industriemaßstab
  • Modellierung verschiedener Konfigurationen der Polygenerationsanlagen in Aspen Plus
  • Bewertung der technischen und wirtschaftlichen Umsetzbarkeit

Fördergeber

Das Projekt VERENA wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) unter dem Förderkennzeichen 03EE5044B gefördert.

Projektpartner

  • TU Darmstadt
  • TU Bergakademie Freiberg
  • Forschungszentrum Jülich
  • RWE Power AG
  • Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH
  • Air Liquide Forschung und Entwicklung GmbH
  • GTT Technologies
  • Schmidtsche Schack/ARVOS GmbH
  • GKN Sinter Metals Filters GmbH
  • VER Verfahrensingenieure GmbH
  • SUEZ Deutschland GmbH