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Optimiert

Millionen Tonnen weniger CO2-Emissionen aus Braunkohle

8. Juni 2016, 15:31 Uhr | Hagen Lang

Braunkohlenschlacke, die im Hochtemperaturofen auf 1.100 °C erhitzt wird.

Durch die Analyse und Optimierung von Verbrennungsvorgängen gelang es Forschern des Fraunhofer Institutes für Silicatforschung ISC, die CO2-Emissionen bei der Braunkohleverbrennung um 10 Prozent zu verringern. In Deutschland wären hochgerechnet ca. 15 Millionen Tonnen CO2-Emissionen vermeidbar.

Die Forscher des Center of Device Development CeDeD des Fraunhofer ISC analysierten mit selbst entwickelten thermooptischen Messanlagen die Verbrennungs-, Schlacke- und Gasbildungsprozesse und charakterisierten die Veränderung von Materialien unter kontrollierter Atmosphäre bei unterschiedlichen Bedingungen, von Raumtemperatur bis zu 2400 °C.

Der mit einer starken, in das Innere des Ofens leuchtenden Lichtquelle und einer CMOS-Kamera mit speziellen Linsen und Filtern ausgestattete TOM-Apparat (thermooptische Messanlage), erlaubt die exakte Beobachtung und Messung des verbrennenden Materials, z.B. die Veränderung eines verbrennenden Kohlestücks mit einer Genauigkeit von bis zu 0,3 µm. IR-Spektroskope und Gaschromatographen ermöglichen die Messung der Gase und deren kontrollierte Änderung. Gemessen wurden auch die Reaktionen der Gase und deren Auswirkungen auf den Verbrennungsprozess.

Eine Reduktion der Hochofentemperatur um 50 °C sowie eine Optimierung der zugeführten Gase führte zu einer Verbesserung der Verbrennung, Reduktion der Abfallprodukte und der CO₂-Emissionen um 10 Prozent. Die CO₂-Emission im Standardverbrennungsprozess sankt von 1.000 Gramm CO₂ pro erzeugter kWh auf 900 Gramm. Ein 4 GW-Braunkohlekraftwerk, das jährlich 30 TWh Energie erzeugt, könnte durch das optimierte Verfahren die CO₂-Emissionen um 3 Millionen Tonnen jährlich reduzieren, rechnet das Fraunhofer-Institut vor. Umgelegt auf die 2014 und 2015 in Deutschland aus Braunkohle erzeugten Strommenge von 155 TWh würden die CO₂-Emissionen mit durchoptimierten Verbrennungsprozessen um ca. 15 Millionen Tonnen geringer ausfallen.