Umweltfreundlichere Energie aus Kohle
In Indien und der Türkei werden weitgehend aschereiche Kohlen zur Erzeugung von Strom und Prozessdampf verwendet, und das wird wahrscheinlich in der absehbaren Zukunft auch so bleiben. Leider bedeutet die direkte Verbrennung von Kohle zur Erzeugung von Dampf für Turbinen einen hohen Grad an Umweltverschmutzung sowie auch Treibhausgasemissionen. Kohlevergasung stellt eine Alternative zur direkten Verbrennung dar und sorgt für umweltfreundlichere Energie. Das von der EU finanzierte Projekt OPTIMASH (Optimizing gasification of high-ash content coals for electricity generation) optimierte nun eine relativ neue Technologie mit der Bezeichnung IGCC (Integrated Gasification Combined Cycle; Kombiprozess mit integrierter Vergasung), um die Eigenschaft des Aschegehalts der indischen und türkischen Kohle zu verbessern. Ziel der Initiative war es, die Betriebsbedingungen der IGCC-Technologie zu verbessern. Das Konsortium stellte fest, dass die Wirbelschichtvergasung besonders gut zur Umwandlung von Kohle mit hohem Aschegehalt geeignet ist. Deshalb wurden indirekte und direkte Wirbelschichtvergasungsverfahren bewertet und erprobt. Die Projektpartner charakterisierten anhand von chemischen, thermischen und petrographischen Analysen den Aschegehalt. Sie führten außerdem an Kohleproben Partikelgrößenverteilungs- und Schwerflüssigkeitstests durch. Mit Hilfe von Thermoanalyse- und Massenspektroskopieverfahren untersuchten die Forscher überdies Pyrolyse, Verbrennung und Vergasungskinetik. Diese Arbeit durch CFD-Modelle (Computational Fluid Dynamics; numerische Strömungsmechanik) unterstützt. Die Resultate belegten, dass die thermische 1-Megawatt-OPTIMASH-Demonstrationsanlage ausreichende Daten zur Aufstufung von Vergasungsanlagen für eine Reihe von Leistungsstufen und Anwendungen lieferte. Die Simulationsergebnisse ließen erkennen, dass die Modellierung erfolgreich und dazu geeignet war, um die Auswirkungen des zentralen Betriebs auf die Vergasungsergebnisse zu analysieren. Die Zufuhr von Dampf ergab durch Erhöhung der Wasserstoffausbeute und des Wasserstoffgehalts im erzeugten Synthesegas erwiesenermaßen positive Effekte. Sie hatte außerdem positive Effekte in Form eines höheren Heizwerts des Synthesegases und des Wirkungsgrads der Vergasung. Zudem konnte die selektive Absorption von Schwefelwasserstoff und Ammoniakkomponenten in den IGCC-Anlagen dazu beigetragen, die Emission von Schwefeloxiden und Stickstoffoxiden aus der Gasturbine zu reduzieren. Als eine mit geringem CO2-Ausstoß belastete Kohlentechnologie wird das OPTIMASH-Pilotvergasungssystem einen Beitrag zur Verminderung der Schadstoffemissionen aus Kraftwerken leisten. IGCC ist angesichts der Tatsache, dass sie mit der Abscheidung und Sequestierung von Kohlendioxid kombiniert werden kann, eine besonders attraktive Technologie.
Schlüsselbegriffe
Kraftwerke, Kohle mit hohem Aschegehalt, OPTIMASH, Elektrizität, Strom, Wirbelschichtvergasung
