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Wertvoller Abfall

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:36 — abgelaufen

Beim Betrieb eines Kohlekraftwerks fallen neben der Freisetzung von CO2 auch Reststoffe wie Aschen und Schlacken an. Könnte dieses Abfallmaterial dazu genutzt werden, das Kohlendioxid beim Verbrennungsprozess zu binden, hätte man einen innovativen Beitrag zum Umweltschutz gefunden.

Angesichts von zahlreichen ähnlich gelagerten Vorhaben wirkt der Ansatz des Projekts ALCATRAP auf den ersten Blick nicht ungewöhnlich: Ein technisches Verfahren soll zu einer Reduktion der CO2-Emissionen, die im Rauchgas von Kraftwerken ausgestoßen werden, beitragen. Interessant wird es aber, wenn man sieht, welches chemische Phänomen diesem Ansatz zu Grunde liegt: Alkalische Reststoffe, zum Beispiel Aschen oder Schlacken, sind nämlich in der Lage, Kohlendioxid aus Luft oder Wasser zu binden.

Da diese Abfallstoffe bei der Verbrennung von Kohle, Biomasse oder Hausmüll ohnehin anfallen, ist es nahe liegend, diese unmittelbar an den Schornsteinen von Kraftwerken oder Verbrennungsanlagen mit dem austretenden Kohlendioxid reagieren zu lassen. Welche Reststoffe für diesen Prozess am besten geeignet sind und unter welchen Bedingungen sie optimal mit CO2 reagieren, soll im Rahmen des GEOTECHNOLOGIEN-Projekts näher untersucht werden.

Als Produkt des Reaktionsprozesses entsteht eine kalkhaltige Feststoffmischung, die untertage oder sogar auf Deponien eingelagert werden kann. „Ob das mit CO2 angereicherte Material deponierbar ist, hat sich im Laufe des letzten Jahres als eine zentrale Frage für die Anwendbarkeit des Verfahrens herausgestellt“, sagt Dr. Markus Bauer von der Universität Bayreuth. Eine Gefährdung für die Umwelt durch wieder freiwerdendes CO2 kann der Wissenschaftler am Lehrstuhl für Hydrologie ausschließen: „Anders als bei einer Verpressung in geologischen Formationen ist das Kohlendioxid bei unserem Verfahren fest in der beim Reaktionsprozess entstandenen Mineralmischung gebunden.“


Langjährige Forschung


Bereits beim Vorgängerprojekt CO2-Trap, das vor vier Jahren startete, suchten die Forscher nach Möglichkeiten, Kohlendioxid schon bei seiner Entstehung reagieren zu lassen und im Anschluss sicher zu lagern. Im 2008 angestoßenen Nachfolgeprojekt ALCATRAP sollen diese Erkenntnisse nun vertieft und praktisch erprobt werden.

„CO2-Trap hat uns gezeigt, dass der von uns untersuchte Prozess der CO2-Speicherung funktioniert und welche chemischen Reaktionen bei diesem Prozess eine Rolle spielen“, sagt Markus Bauer, „mit dem Bau einer Pilotanlage, die noch im August in Betrieb genommen werden soll, wollen wir nun den nächsten Schritt hin zu einer industriellen Anwendung gehen.“

Als Ort für den Praxistest haben die Forscher ein Biomasse-Kraftwerk südlich von Nürnberg auserkoren. „In einer so genannten Waschkolonne wird in unserer Pilotanlage das alkalische Reststoffmaterial im Gegenstrom zum CO2-haltigen Rauchgas eingebracht“, beschreibt Bauer den Aufbau der Anlage. Durch zugesetztes Wasser werden diese entgegengesetzten Ströme intensiv in Kontakt gebracht und so eine schnelle und nachhaltige CO2-Bindung erreicht.


Baustein zum Klimaschutz


Die Gesamtmenge des fixierbaren Kohlendioxids wird natürlich durch die verfügbaren alkalischen Reststoffen bestimmt, die mit dem CO2 am Schornstein zur Reaktion gebracht werden können. „Abhängig von Art und Zusammensetzung des Brennstoffs kann die Menge des gebundenen CO2 bei unserem Verfahren variieren“, räumt Markus Bauer ein, der das Vorhaben auch nicht als Allheilmittel gegen den Klimawandel, sondern vielmehr als zusätzlichen Baustein auf dem Weg zu einer globalen Senkung der CO2-Emissionen verstanden wissen will.

„Wenn wir zeigen können, dass das beim untersuchten Prozess entstandene Abfallmaterial Eigenschaften aufweist, die für die Baustoffindustrie interessant sind oder die eine Deponierung erleichtern, könnte das unserem Verfahren einen zusätzlichen Schub geben“, erklärt der Geoökologe. Durch den Transport von weiterem alkalischen Material zum Kraftwerk, das zum Beispiel bei der Zementherstellung anfällt oder aus Stahlschlacken stammen könnte, ließe sich der CO2-Emissionswert zudem weiter verringern.

An der technischen Umsetzbarkeit des Projekts hegt Bauer keinen Zweifel, wenn er sagt: „Ich gehe davon aus, dass wir innerhalb von drei bis fünf Jahren ein einsatzbereites Verfahren haben werden.“ Weniger eindeutig ist zurzeit noch die wirtschaftliche Komponente: „Ob unsere Methode effizient eingesetzt werden kann“, betont Markus Bauer, „hängt neben dem Interesse aus der Wirtschaft auch von der Preisentwicklung bei den CO2-Zertifikaten ab.“

RD, iserundschmidt 07/2009


ALCATRAP ist Teil des GEOTECHNOLOGIEN-Kernbereichs „Technologien für eine sichere und dauerhafte Speicherung des Treibhausgases CO2 II“. Die weiteren Projekte dieses Forschungsschwerpunkts finden Sie hier.

Verweise
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