ClosedCarbonLoop (CCL)

Das X-Energy-Teilprojekt ClosedCarbonLoop (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 CO2-Adsorptionsanlage, eine sogenannte Direct Air Capture (DAC) des Projektpartners Climeworks ergänzt.

Die Anlage nutzt ein Verfahren zur Abtrennung von Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft, das im Anschluss in einer 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 (sogenannten Sorbents) gebunden. In der zweiten Phase der sogenannten 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.

PtG- und Power-to-Liquid (PtL)-Konzepte werden zukünftig notwendig sein, um große Überschüsse aus erneuerbaren Energien über eine längere Phase zwischenzuspeichern. Es werden dafür meist Kohlenstoffquellen benötigt, um Kohlenwasserstoffe wie Methan (CH4) zu synthetisieren. Außerdem sind nicht alle CO2-Emissionen vermeidbar, es wird auch weiterhin eine kleine Menge entstehen, wie das beispielsweise in der Lebensmittelindustrie der Fall ist. Daher ist es wichtig, negative CO2-Emissionen durch das „Festsetzen“ von CO2 aus zu realisieren, um die gesetzten Klimaziele zu erreichen. Der Lösungsansatz, CO2 aus Kraftwerken zu nutzen, ist jedoch eingeschränkt. Er ist nur regional umsetzbar und keine generelle Lösung. Die Gewinnung von CO2 aus der Luft ist hingegen standortunabhängig und nicht mengenlimitiert. Die DAC-Technologie ist im Betrieb außerdem zeitlich flexibel, was grundlegend für die Stabilisierung des Stromnetzes ist.

So funktioniert die Direct-Air-Capture-Anlage am Technologiezentrum Bergedorf 

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