Nutzung des aus dem Glasschmelzprozess freiwerdenden Kohlendioxids zur Kreislaufführung und Herstellung synthetischer Brennstoffe
Fördernummer: 01LJ2005A
Projektlaufzeit: 01.04.2021 bis 31.03.2023
Verschiedene technische Optionen zur CO2-Vermeidung in der Glasindustrie sollen hinsichtlich ihrer Machbarkeit, technologischen Reife und erwarteten Wirtschaftlichkeit untersucht werden. Genutzt werden fluktuierende erneuerbare elektrische Energie und prozessbedingtes CO2.
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CO2-Emissionen in der Glasindustrie lassen sich erheblich verringern, wenn das CO2 aus den Prozessgasen aufgefangen wird, mit erneuerbar erzeugtem Wasserstoff in Brennstoff umgewandelt und erneut für die Glasschmelze genutzt werden kann. Dies erscheint besonders vielversprechend bei Oxyfuel-Prozessen, wo das Prozessgas einen hohen CO2-Gehalt aufweist, wird aber auch für luftbetriebene Anlagen untersucht, um die Breite der in der Glasindustrie eingesetzten Verfahren abzudecken.
Mittels Elektrolyse erzeugter erneuerbar erzeugtem Wasserstoff ist von der Verfügbarkeit erneuerbarer elektrischer Energie und damit vom Tag-Nacht-Rhythmus und vom Wetter abhängig. Um die Funktionssicherheit von industriellen Thermoprozessanlagen, die bei hohen Temperaturen (>1500°C) ohne Unterbrechung mit Energie versorgt werden müssen, sicher zu stellen, werden weitere Energieträger benötigt, welche die Speicherung der elektrischen Energie aus „Überflusszeiten“ ermöglichen. Eine reine H2-Verbrennung führt bei Herstellungsverfahren mit prozessbedingten CO2-Emissionen nicht zur Erreichung der CO2-neutralen Fertigung. Der grundlegende Gedanke der Machbarkeitsstudie ist die Kreislaufführung von CO2 aus dem Abgas einer industriellen Thermoprozessanlage. Durch Abscheidung des brennstoff- und prozessbedingten CO2 und mit Hilfe von grünem Wasserstoff wird ein synthetischer Brennstoff erzeugt, der dem Thermoprozess wieder zugeführt wird. Es wird geklärt, inwieweit die einzelnen Teilschritte des CO2-Kreislaufes technologisch ausgereift sind und mit den Besonderheiten der Gase aus dem Glasherstellungsprozess zurechtkommen. Auch eine ökonomische Bewertung der CO2-neutralen Glasherstellung soll mit Hilfe unterschiedlicher Szenarien vorgenommen werden. Die Aufbereitung des CO2 und Herstellung des synthetischen Brennstoffs kann auch von einem Dienstleister übernommen sowie zentral für mehrere Abnehmer vorgenommen werden. Die Machbarkeit wird beurteilt bezüglich Technologie, ökonomischer Randbedingungen, Auslegung, Kosten, Wartung und Betrieb. Der evtl. Forschungsbedarf zur Umsetzung der Demonstrationsanlage wird aufgezeigt und klar definiert oder es erfolgt im günstigeren Fall die grundlegende Auslegung einer Demonstrationsanlage.
Das Forschungsvorhaben 01LJ2005A wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Mittels Elektrolyse erzeugter erneuerbar erzeugtem Wasserstoff ist von der Verfügbarkeit erneuerbarer elektrischer Energie und damit vom Tag-Nacht-Rhythmus und vom Wetter abhängig. Um die Funktionssicherheit von industriellen Thermoprozessanlagen, die bei hohen Temperaturen (>1500°C) ohne Unterbrechung mit Energie versorgt werden müssen, sicher zu stellen, werden weitere Energieträger benötigt, welche die Speicherung der elektrischen Energie aus „Überflusszeiten“ ermöglichen. Eine reine H2-Verbrennung führt bei Herstellungsverfahren mit prozessbedingten CO2-Emissionen nicht zur Erreichung der CO2-neutralen Fertigung. Der grundlegende Gedanke der Machbarkeitsstudie ist die Kreislaufführung von CO2 aus dem Abgas einer industriellen Thermoprozessanlage. Durch Abscheidung des brennstoff- und prozessbedingten CO2 und mit Hilfe von grünem Wasserstoff wird ein synthetischer Brennstoff erzeugt, der dem Thermoprozess wieder zugeführt wird. Es wird geklärt, inwieweit die einzelnen Teilschritte des CO2-Kreislaufes technologisch ausgereift sind und mit den Besonderheiten der Gase aus dem Glasherstellungsprozess zurechtkommen. Auch eine ökonomische Bewertung der CO2-neutralen Glasherstellung soll mit Hilfe unterschiedlicher Szenarien vorgenommen werden. Die Aufbereitung des CO2 und Herstellung des synthetischen Brennstoffs kann auch von einem Dienstleister übernommen sowie zentral für mehrere Abnehmer vorgenommen werden. Die Machbarkeit wird beurteilt bezüglich Technologie, ökonomischer Randbedingungen, Auslegung, Kosten, Wartung und Betrieb. Der evtl. Forschungsbedarf zur Umsetzung der Demonstrationsanlage wird aufgezeigt und klar definiert oder es erfolgt im günstigeren Fall die grundlegende Auslegung einer Demonstrationsanlage.
Das Forschungsvorhaben 01LJ2005A wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
Projektleitung
Bernhard Fleischmann
Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie e.V. (HVG)
fleischmann(at)hvg-dgg.de
Projektpartner
Ralph-Uwe Dietrich
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Technische Thermodynamik
ralph-uwe.dietrich(at)dlr.de
Assoziierte Partner
Bernhard Fleischmann
Hüttentechnische Vereinigung der Deutschen Glasindustrie e.V. (HVG)
fleischmann(at)hvg-dgg.de
Projektpartner
Ralph-Uwe Dietrich
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Institut für Technische Thermodynamik
ralph-uwe.dietrich(at)dlr.de
Assoziierte Partner
- Ardagh Glass GmbH
- Linde AG
- Schott AG