Fossilbrennstoff-Kraftwerken Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minderung des C0 ₂ -Ausstoßes bei

Verbrennungsprozessen in Fossilbrennstoff-Kraftwerken gemäß Patentanspruch 1. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Form von Kohle, Erdöl, Erdgas oder hieraus hergestellten sekundären Brennstoffen führt zu einer zunehmenden Anreicherung von C0 ₂ in der Atmosphäre. Da C0 ₂ zu den sogenannten Treibhausgasen gehört, führen bereits geringe Konzentrationserhöhungen zu weltweiten klimatischen Veränderungen. Es wird bereits eine Erhöhung der mittleren Temperatur in der Atmosphäre beobachtet und für die nächsten Jahre ein weiterer Temperaturanstieg mit zunehmend häufiger auftretenden und heftiger werdenden Naturkatastrophen, wie Trockenperioden, Überschwemmungen oder Stürme, erwartet. Daher sind verstärkte Bemühungen notwendig, um zumindest das Tempo der weiteren Zunahme der C0 ₂ -Konzentration in der Atmosphäre zu verringern. In erster Linie versucht man dies durch Drosselung des Energieverbrauchs zu erreichen Eine weitere Möglichkeit die Freisetzung von C0 ₂ in die Atmosphäre zu verringern, wäre die

Wiederverwendung dieses Gases oder die dauerhafte Lagerung in unterirdischen

Lagerstätten.

Zur Vermeidung einer weiteren Akkumulation von C0 ₂ in der Atmosphäre durch

fossilbetriebene Kraftwerke ist es beispielsweise aus der DE 10 2008 048 062 B3 bekannt, in sogenannten IGCC-Kraftwerken eine C0 ₂ -Abscheidung durch eine in einer Vorstufe vollzogenen unterstöchiometrischen Vergasung des Brennstoffs vor dem eigentlichen Verbrennungsprozess vorzunehmen. In weiteren Schritten wird das bei der Vergasung entstehende Kohlenmonoxid zunächst in einer Shift-Stufe mittels eingedüstem Wasserdampf in C0 ₂ überführt, anschließend abgetrennt und einer Endlagerung zugeführt.

Bei diesem bekannten Verfahren wird das Brenngut unterstöchiometrisch mit Reinsauerstoff aus einem vorherigem Luftzerlegungsschritt zu volatilem brennbarem Synthesegas umgewandelt welches mit Hilfe von Wasser bzw. Wasserdampf schlussendlich zu C0 ₂ und Wasserstoff weiterreagiert.

Nach der Abtrennung von C0 ₂ dient der so erzeugte Wasserstoff als brennbarer

Energieträger. Zusammenfassend soll die Vermeidung des C0 ₂ -Ausstoßes und die damit erhoffte

Klimaschonung bei gleichzeitiger effektiver Energiegewinnung durch vor- oder

nachgeschaltete C0 ₂ -Separierungsverfahren und Endlagerung realisiert werden.

Nachteil des Verfahren ist, dass bei dieser Art der Verbrennung C0 ₂ erzeugt wird, das aufwändig und energieintensiv abgespalten und endgelagert werden muss. Außerdem wird durch die benötigte Energie für den Shift-Prozess des Synthesegases durch die Einspeisung des Wasserdampfes der Wirkungsgrad und damit die Wirtschaftlichkeit des Kraftwerks deutlich verringert.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Minderung des C0 ₂ -Ausstoßes bei Verbrennungsprozessen in Fossilbrennstoff-Kraftwerken anzugeben, bei dem die Entstehung von Kohlendioxid bei der Verbrennung weitgehend vermieden und gleichzeitig die Energieeffizienz des Kraftwerks gesteigert wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem die Verbrennung des fossilen Brennstoffes unterstöchiometrisch durch Bildung von im Wesentlichen

Kohlenmonoxid erfolgt, wobei anschließend unter Zuführung von unabhängig vom

Verbrennungsprozess im Kraftwerk erzeugtem Wasserstoff das Kohlenmonoxid zu kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoffen weiterreagiert und einer Speicherung zugeführt wird.

Als Brennstoffe können z.B. Methan oder Methanol oder sogar höherwertige

Kohlenwasserstoffe wie Benzin oder Diesel erzeugt werden, die in bekannter und einfacher Weise flüssig gespeichert bzw. gelagert werden können.

Der Vorteil der Erfindung ist, dass es bei dem beschriebenen Verfahren durch die gezielt unterstöchiometrische Verbrennung des fossilen Brennstoffs nicht mehr zur Bildung von C0 ₂ kommt, das aufwändig und energieintensiv abgetrennt und endgelagert werden muss. Die vorteilhafte Einspeisung von zuvor extern erzeugtem Wasserstoff führt dazu, dass der Wirkungsgrad des Kraftwerks steigt, da keine Energie mehr zur Erzeugung von Wasserstoff aus dem zugeführten Wasser oder Wasserdampf aus dem Verbrennungsprozess im

Kraftwerk benötigt wird, zudem werden Verfahrensschritte eingespart, was die

Energieerzeugung mitteis fossiler Energieträger noch wirtschaftlicher und umweltfreundlicher macht. Der Wasserstoff wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mittels regenerativer Energien, wie Wind-, Sonnenenergie oder Erdwärme, erzeugt.

Im Grundsatz ist das beschriebene Verfahren z.B. als Fischer Tropsch Verfahren'zur synthetischen Herstellung von Kraftstoffen bekannt. Der Rohstoff für die so genannte Fischer- Tropsch-Synthese (FTS) ist Synthesegas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Das Synthesegas kann aus Kohle oder Erdgas und im Prinzip auch aus Erdölfraktionen wie Schweröl erzeugt werden und ist - gegebenenfalls nach Reinigung - völlig schwefelfrei; demzufolge sind auch die in der nachfolgenden FTS erzeugten Kraftstoffe völlig frei von Verunreinigungen.

Ein besonders attraktiver Rohstoff hierfür ist Erdgas, da das aus diesem zunächst erzeugte Synthesegas, mittels FTS in höhere Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Benzin oder Dieselöl, umgesetzt wird.

Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen CGvfrei erzeugten Brennstoffe können anschließend in entsprechenden Tanks zwischengelagert werden oder mittels Pipelines zum Endkunden transportiert werden.