P1: CO2-Neutralität von Energiesystemen

 Hintergrund und Motivation

Die Anwendung von Biogas zur Gewinnung von Strom und Wärme mittels eines Blockheizkraftwerks ist altbekannt. Wenn Biogas mit einem Methangehalt von über 98 % aufbereitet wird, kann das aufbereitete Gas, Biomethan, in das Erdgasnetz eingespeist werden. Die erste Biomethananlage in Deutschland wurde im Jahr 2006 in Betrieb genommen. Seither hat die Zahl der Biomethananlagen bzw. die Menge des eingespeisten Biomethans fortwährend zugenommen. Der Anteil von Biomethan in der Primärenergieversorgung Deutschlands wird im Jahr 2020 voraussichtlich 2 % erreicht haben, eine 100-fache Steigerung des Anteiles gegenüber dem Jahr 2010. Biomethan wird einen bedeutenden Beitrag zur Bewältigung der Energiewende leisten.

Das Absorptionsverfahren wird seit Jahrzehnten zur Aufbereitung von Erdgas und Synthesegas angewandt. Dieses Verfahren ist auch für die Biogasaufbereitung geeignet. Die Hauptfaktoren, die die Auswahl des Absorptionsmittels beeinflussen, sind der Betriebsdruck von 1 bar, der vorhandene Sauerstoff, das niedrige H2S zu CO2 Verhältnis, und der geringere Schwefel- bzw. H2S-Gehalt (im Vergleich zu Erdgas).

Projektziele

• Klassifizierung der Absorptionsmittel anhand

• deren Fähigkeit zur CO2 und/oder H2S Abscheidung bei atmosphärischem Druck,
• deren Stabilität in der Gegenwart von Sauerstoff

• Zusammenstellung der thermodynamischen und der Transport-Eigenschaften ausgewählter Absorptionsmittel anhand von Literaturanalyse und Experimenten
• Gegenüberstellung von durch Simulation gewonnenen Leistungsmerkmalen von Absorptionsmitteln
• Durchführung von Experimenten an einer Versuchsanlage zur Validierung der Simulationsergebnisse und zur Optimierung des Liquid/Gas (L/G) Verhältnisses
• Aufzählung von Gefahren, die in einer Biomethananlage vorkommen könnten und Berechnung von Risiken

Doktorand: Dipl.-Ing. Onkar Dixit
Hauptbetreuer: Prof. Dr.-Ing. Norbert Mollekopf
Nebenbetreuer: Prof. Dr. Dominik Möst