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HZG-Forscher: Neues Verfahren trennt Kohlendioxid vom Abgas

Geesthacht HZG-Forscher: Neues Verfahren trennt Kohlendioxid vom Abgas

Die Forscher der Entwicklungsschmiede Helmholtz-Zentrum Geesthacht (HZG) haben ein neues Membranverfahren entwickelt, das den Ausstoß von Kohlendioxid großer Kraftwerke und Industrieanlagen deutlich vermindern könnte.

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Torsten Brinkmann hat mit dem Institut für Polymerforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht ein neues Verfahren zur Trennung von Kohlendioxid aus Abgasen entwickelt.

Quelle: Marohn

Geesthacht. Die Reduzierung des Treibhausgases von im Zuge der Energiewende verbleibenden Anlagen gilt als wesentlicher Beitrag der Klimarettung. Für einen flächendeckenden Einsatz muss allerdings noch eine Herausforderung gelöst werden.

Membrantechnik

Membrane sind poröse Folien aus Polymer oder keramische Scheiben. Die kleinen Risse ermöglichen nur den gewünschten Stoffen ein Hindurchdringen. Der zu trennende Stoff, in diesem Fall Kohlendioxid, lagert sich dann an der Niederdruckseite der Membran an und wird so abgetrennt.

„Unser neues Verfahren ist um etwa das Zehnfache leistungsfähiger als vergleichbare Systeme“, sagt der koordinierende Wissenschaftler, Dr. Torsten Brinkmann, Abteilungsleiter im Institut für Polymerforschung am HZG. Während Rauchgase inzwischen bereits weitgehend von Stickoxiden und Schwefeldioxiden befreit würden, lägen bei der Abtrennung von Kohlendioxid noch große Forschungsaufgaben vor den Wissenschaftlern. Das gelte insbesondere hinsichtlich der Effizienzsteigerung, Kostenoptimierung und Umweltverträglichkeit der verschiedenen Verfahren, heißt es von den Forschern. Die membranbasierte Abtrennung habe dabei als relativ neues Verfahren Vorteile gegenüber herkömmlichen Verfahren, wie zum Beispiel den chemischen Wäschen.

Die Membrantechnik hat laut Entwickler Brinkmann einen weiteren entscheidenden Vorteil gegenüber anderen Systemen. So sei die nun entwickelte Technik ideal, um auf die für Regellastkraftwerke typischen schwankenden Rauchgasströme reagieren zu können. „Durch den modularen Aufbau unserer Membranverfahren ist es möglich, nur Teilmengen aus dem Rauchgas abzutrennen. Das erlaubt eine einfache Anpassung an den Maßstab der stofflichen Kohlendioxid-Verwertung und somit eine exakt auf den Bedarf angepasste Anlage“, sagt Brinkmann. Denn für einen flächendeckenden Einsatz des Systems ist gerade die Nutzung des abgetrennten Kohlendioxides vor Ort eine wichtige Voraussetzung. Denn eine Kohlendioxid-Verpressung im Boden gilt als politisch nicht durchsetzbar.

Derzeit sind die Forscher dabei, die neue Technologie bis zum Pilot-Maßstab auszuarbeiten. Eine wichtige Rolle im Projekt spiele das Testen der Membranen unter realen Bedingungen, so Brinkmann. Dafür ist am HZG-eigenen Blockheizkraftwerk eine Testanlage installiert. Die ersten Ergebnisse sind laut Brinkmann ermutigend. Für eine Pilotanlage wird eine Abtrennanlage mit 15 Quadratmetern Membranen bestückt. „Im Rheinhafen-Dampfkraftwerk der EnBW Energie Baden-Württemberg AG in Karlsruhe und im Kraftwerk Niederaußem der RWE Generation SE haben wir dann die Möglichkeit, den Einfluss von Temperaturen, Drucken, der Gaszusammensetzung und Stäuben auf das Trennverhalten unserer Membranen unter realen Bedingungen zu testen“, sagt Wissenschaftler Torsten Brinkmann. Und mit der Linde AG stehe bereits ein Partner aus der Industrie bereit, um bei der Modellierung für eine Wirtschaftlichkeit zu unterstützen.

 Holger Marohn

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