ClosedCarbonLoop

X-Energy: ClosedCarbonLoop

Das X-Energy Teilprojekt Closed Carbon Loop (CCL) erforscht die Optimierung des CO2-Kreislaufs bei Nutzung atmosphärischen Kohlenstoffdioxids für Power-to-Gas (PtG)-Technologien. Dafür wurde eine am Technologiezentrum Energie-Campus des CC4E bereits bestehende Anlage aus Elektrolyse, biologischer Methanisierung und Rückverstromung (mittels Kraft-Wärme-Kopplung) um eine Direct Air Capture (DAC) CO2-Adsorptionsanlage des Projektpartners Climeworks ergänzt. Diese CO2-Adsorptions-Anlage nutzt ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft, das im CCL-Teilprojekt beispielhaft in der nachgeschalteten Methanisierung für die Herstellung von Methan (CH4) genutzt wird. Die CO2-Gewinnung unterteilt sich dabei in zwei Prozesse. Während der Adsorptionsphase wird mittels eines Ventilators die Umgebungsluft durch den Reaktor geführt; dabei wird ein Teil des enthaltenen CO2 an adsorbierenden Substanzen (Sorbent) gebunden. In der zweiten Phase, der Desorption, folgt die Abtrennung des CO2 von dem Sorbent bei Unterdruck und durch die Zufuhr thermischer Energie. Nach Beendigung der Desorptionsphase kann der Zyklus von vorne beginnen. Dieses Verfahren wird Temperatur Vakuum Swing Verfahren (TVS) genannt.

Die PtG- und Power-to-Liquid (PtL)-Konzepte werden in Zukunft notwendig, um große Überschüsse aus Erneuerbaren Energien für längere Phasen zwischenzuspeichern. Dabei wird meist eine Kohlenstoffquelle benötigt, um Kohlenwasserstoffe wie Methan (CH4) zu synthetisieren. Außerdem ist es wichtig, negative CO2- Emissionen durch die Festsetzung von CO2 zu realisieren, um nicht vermeidbare Emissionen wie beispielsweise aus der Lebensmittelherstellung auszugleichen, damit die gesetzten Klimaziele erreicht werden. Der Lösungsansatz, CO2 aus Kraftwerken zu nutzen, ist jedoch eingeschränkt. Er ist nur regional umsetzbar und keine generelle Lösung, um CO2-Emissionen zu reduzieren. Die Gewinnung von CO2 aus der Luft ist hingegen standortunabhängig und nicht mengenlimitiert. Die DAC-Technologie ist im Betrieb potenziell zeitlich flexibel, was nützlich für die Stabilisierung des Stromnetzes ist.

 

Erklärvideo: So funktioniert die Direct-Air-Capture-Anlage am Technologiezentrum Bergedorf - YouTube

Projektlaufzeit
-
ProjektBudget
803.100
Kooperationspartner
Climeworks AG
Mittelgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Einrichtungen
CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
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