Abgasreinigung 06.11.2009, 19:43 Uhr

Rennen um bestes CO2-Waschmittel ist eröffnet  

Die neue Bundesregierung will die Nutzung von Kohlendioxid stärker voranbringen, so wie die Abscheidung und Speicherung von CO2 aus Kohlekraftwerken. Voraussetzung dazu ist die reibungslose und effiziente Abtrennung des Klimaschädlings aus dem Rauchgas. Drei Pilotanlagen unter deutscher Beteiligung laufen bereits. VDI nachrichten, Düsseldorf, 6. 11. 09, swe

Im Koalitionsvertrag findet sich unter „Kohle und CCS“ der Satz: “ Wir werden Forschungsprogramme zu Möglichkeiten der Nutzung von CO2 im Wirtschaftskreislauf ausbauen.“ Unabhängig davon, wie diese Nutzung im Einzelnen aussieht, gilt es hinzuzufügen, da legt sich das Papier nicht fest.

Bei Null fängt die Forschung in Deutschland zumindest nicht an. Um entsprechende Abscheideverfahren für CO2 voranzutreiben, wurden in den letzten Monaten bereits kurz nacheinander zwei Pilotanlagen in Deutschland in Betrieb genommen.

Im August erfolgte die offizielle Einweihung der Anlage am rheinischen Braunkohlekraftwerk Niederaußem. Stündlich werden aus einem Teilstrom der Rauchgase etwa 300 kg CO2 entfernt, wobei der Abscheidegrad 90 % beträgt, so Kraftwerksbetreiber RWE Power. Die Pilotanlage wurde gemeinsam von RWE, BASF und Linde erbaut und umfasst alle Verfahrensschritte mit Komponenten einer kommerziellen Abscheidung.

Nach umfangreichen Voruntersuchungen der BASF mit verbesserten Waschmitteln sollen die Versuche in der Pilotanlage bis Ende 2010 laufen. Ziel ist es, die CO2-Entfernung in Braunkohlekraftwerken kommerziell zum Einsatz bringen zu können.

BASF besitzt große Erfahrungen in der CO2-Wäsche. Erste Versuche zur Aufreinigung von Synthesegasen aus der Kohlevergasung wurden bereits in den 30er-Jahren des letzten Jahrhunderts durchgeführt. Rund 50 Jahre später wurde die Technologie erstmals außerhalb des Chemieunternehmens lizenziert und seitdem immer neuen Anwendungen wie Erdgasanlagen oder Raffinerieprozessen zugeführt.

„Durch diese Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten und Prozessinnovationen ist das Geschäft stetig gewachsen“, erklärt Andreas Northemann, Leiter der Einheit Gas Treatment Solutions im BASF-Unternehmensbereich Intermediates. Die BASF-Gaswäsche arbeitet mit aktiviertem Methyldiethanolamin (Markennamen Amdea), das weltweit in über 220 Anlagen verwendet wird.

Das abgetrennte Gas hat eine hohe Reinheit und steht nach einer Kompression für den Transport und die Speicherung im Untergrund zur Verfügung. Die CO2-Wäsche wird in der chemischen Industrie, der Mineralölindustrie und der Gaswirtschaft schon lange eingesetzt, allerdings mit teilweise deutlich veränderten Prozessbedingungen, als sie für die Anwendung im Kraftwerksbereich relevant sind (s. Bildkasten).

„Bei den bisherigen Anlagen haben wir es mit Gasen zu tun, die typischerweise unter 20 bar bis 80 bar Druck stehen. Beim Kraftwerk dagegen handelt es sich um einen drucklosen Prozess, das ist ein gewaltiger Unterschied“, so Northemann. Deshalb ist es so wichtig, ein geeignetes Lösemittel zu finden, das auch bei geringen Partialdrücken funktioniert.

Ein alternatives Verfahren wird parallel zu Niederaußem am Steinkohlekraftwerk Staudinger (nahe Hanau) der E.on AG erforscht. Hier hat Siemens das Verfahren entwickelt, das mit einer Aminosäuresalzlösung arbeitet und ebenfalls einen Abscheidegrad von über 90 % erreichen wird. Auch hier wird nur ein Teilstrom der Rauchgase behandelt.

„Ziel ist ein optimierter Prozess, der auf einem neuen Absorbens beruht, das gegenüber herkömmlichem Monoethyl-amin deutliche Vorteile im Hinblick auf Energieeffizienz, Verbrauch an Reinigungssubstanz und Lebenszeitkosten aufweist“, betont Tobias Jockenhövel, Leiter Postcombustion Technology in der Siemens-Division Fossil Power Generation.

Die Pilotanlagen für die CO2-Wäsche sollen Abscheideraten von 90 % erreichen

Das Unternehmen hat zur Vorbereitung des Verfahrens in Laboranlagen, die es von der ehemaligen Hoechst AG übernommen hat, bereits mehrere 1000 Betriebsstunden absolviert. „Das verwendete Aminosäuresalz ist nicht brennbar, nicht explosiv und zudem problemlos biologisch abbaubar“, berichtet Rüdiger Schneider, Projektleiter der Pilotanlage für Siemens in Staudinger, die etwa 1 t CO2/Tag entfernen kann.

Ende Oktober hat im amerikanischen New Haven (West Virginia) eine Demonstrationsanlage den Betrieb aufgenommen, die noch einen Schritt weiter geht als die deutschen Pendants und Abscheidung sowie Speicherung des CO2 integriert. Mit der Einrichtung am Steinkohlekraftwerk Mountaineer von American Electric Power, an der auch RWE und Alstom beteiligt sind, sollen 100 000 t CO2/Jahr abgetrennt und über eine Transportleitung vor Ort in tiefen salinen Sandsteinformationen gespeichert werden.

Die Abscheidetechnologie basiert auf gekühltem Ammoniak (daher auch der Name Chilled Ammonia Process) und wurde bereits über anderthalb Jahre erfolgreich erprobt. Damit sind nun drei verschiedene Verfahren mit deutscher Beteiligung am Start. Welches am Ende die Nase vorn haben wird, ist derzeit noch völlig offen – das Rennen um die CO2-Abscheidung bleibt spannend. KLAUS JOPP

Ein Beitrag von:

  • Klaus Jopp

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