OXY-VERBRENNUNG: WENN DIE VERBRENNUNG MIT SAUERSTOFF DEN WEG FÜR VERWERTBARES CO₂ EIBEN
Eine neue Art, Kalorien zu verbrennen
In Kraftwerken oder Zementwerken werden Brennstoffe üblicherweise mit Luft verbrannt. Luft besteht jedoch hauptsächlich aus Stickstoff (fast 80 %!). Das Ergebnis: Die Rauchgase enthalten nur wenig CO₂ (nur 10 bis 15 %).
Stickstoff wird insbesondere als Wärmeträger genutzt und ist daher keineswegs nutzlos. Bei der Verbrennung in Gegenwart von N₂ entstehen Stickoxide, die für die Säureverschmutzung verantwortlich sind.
Die Oxy-Verbrennung ändert dieses Schema: Anstelle von Luft wird nahezu reiner Sauerstoff (95–99 %) verwendet, der in einer Luftzerlegungsanlage erzeugt wird. Um zu verhindern, dass die Flamme zu heiß wird, wird ein Teil der bereits CO₂- und wasserdampfreichen Abgase zurückgeführt.
Wie es zusammenfasst Lockwood und seine Kollegen in ACS Omega (2023), dieses Prinzip “ermöglicht die Erzeugung eines Gasstroms, der wesentlich einfacher zu behandeln ist und in dem CO₂ und Wasserdampf vorherrschen”, insbesondere ohne NOx.
Die Vorteile der Oxy-Verbrennung
- Ein fast stickstofffreier Rauchstrom
Wenn man den Stickstoff aus der Gleichung herausnimmt, erhält man Gase, bei denen CO₂ 70 bis 90 % des Volumens ausmacht (nach Kondensation des Wassers). - Eine vereinfachte Erfassung
Bei einer herkömmlichen Verbrennung sind aufwendige Verfahren erforderlich, um das verdünnte CO₂ abzuscheiden. Hier gilt, wie es heißt Toftegaard et al. in Kraftstoff (2010), “die Reinigung wird erheblich erleichtert, was die Energiekosten der Wassergewinnung senkt”. - Kompatibilität mit verschiedenen Brennstoffen
Die Oxy-Verbrennung wurde mit Kohle, Erdgas, Biomasse und sogar bei der Zementherstellung getestet. Laut einem Bericht der’IEA Bioenergy (2022), sie ist besonders vielversprechend in Branchen, deren Dekarbonisierung schwierig ist, wie beispielsweise der Zement- oder der Stahlindustrie.
Ein Schritt in Richtung CO₂-Verwertung
Dass die Oxy-Verbrennung so großes Interesse weckt, liegt nicht nur an der CO₂-Abscheidung, sondern auch an der wiederverwenden.
Ein konzentrierter und relativ reiner CO₂-Strom eröffnet zahlreiche Möglichkeiten für Bewertung : Methanolproduktion, Herstellung synthetischer Kraftstoffe, mineralische Karbonatisierung oder sogar die Ernährung von Mikroalgenkulturen. Wie betont wird, Artz et al. in Chemical Reviews (2018), “CO₂ ist nicht nur ein Gas, das beseitigt werden muss, sondern eine chemische Ressource, deren Nutzung wir erst noch lernen müssen”.
Mit anderen Worten: Die Oxy-Verbrennung vereinfacht nicht nur die Abscheidung, sondern könnte zu einem Sprungbrett hin zu einer Kreislaufwirtschaft für Kohlenstoff, wo das gestern ausgestoßene CO₂ zum Rohstoff von morgen wird.
Vor diesem Hintergrund, W-Plattform hat zur Förderung der Entwicklung der Oxy-Verbrennung beigetragen, indem es eine innovative Lösung angeboten hat, die deren industrielle Einführung beschleunigt.
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