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Klimafreundlich: Strom aus Synthesegas

Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Universität Stuttgart und des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) entwickeln Pilotanlage
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Mit der Forschungsbrennkammer können die Wissenschaftler im DLR-Institut für Verbrennungstechnik Synthesegase mit hohem Wasserstoffanteil unter realen Bedingungen untersuchen.
(Bild: DLR)

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Pilotanlage an der Universität Stuttgart zur Untersuchung der Synthesegasherstellung. (Bild: Universität Stuttgart)

Stuttgart, 24.01.2011 | 

Synthesegase können in Zukunft einen wichtigen Beitrag für eine Ressourcen schonende, CO2-arme, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung leisten - so lautet das Fazit der Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der Universität Stuttgart und des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) zum Abschluss des gemeinsamen Forschungsprojektes am 20. Januar 2011 beim DLR in Stuttgart.

Drei Jahre lang haben die Wissenschaftler zusammen mit dem Kraftwerksbetreiber EnBW Energie Baden-Württemberg AG, dem Kraftwerkshersteller ALSTOM Power Systems GmbH und mit Unterstützung des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg die Grundlagen von Synthesegas - seine Herstellung und Verwendung zur Stromproduktion - untersucht.

Die Ergebnisse bestätigen, dass mithilfe von Synthesegasen Brennstoffe für die Energieversorgung bereitgestellt werden können, die die Kraftwerksversorgung von konventionellen Energieträgern unabhängiger und im Betrieb flexibel und umweltfreundlich machen. Das Projekt mit dem Titel "Brennstoffflexibilisierung für Kombi-Kraftwerke mit der Option eines CO2-freien Betriebs" wurde in Höhe von 3,8 Millionen Euro jeweils zur Hälfte vom Land Baden-Württemberg und der Industrie gefördert.

Die sogenannten "Syngase" sind Gasgemische, die in der Natur nicht vorkommen. Um sie zu erzeugen, werden Kohle, Holz oder andere Biomasse in ein brennbares Gas umgewandelt. Dieses Gas, das je nach Ausgangsmaterial und Vergasungsprozess aus einem Gemisch besteht, das hauptsächlich Wasserstoff und Kohlenmonoxid enthält, lässt sich sehr schadstoffarm verbrennen.

Um ein qualitativ hochwertiges Synthesegas zu erzeugen, haben die Wissenschaftler des Instituts für Feuerungs- und Kraftwerktechnik (IFK) der Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung ein Herstellungsverfahren entwickelt, mit dem ein Gasgemisch mit sehr hoher Wasserstoffkonzentration und geringen unerwünschten Nebenprodukten erreicht werden kann und in einer Pilotanlage getestet.

Mit dem Hochdruckbrennkammer-Prüfstand Stuttgart (HBK-S) beim DLR-Institut für Verbrennungstechnik steht den Forschern eine ideale Anlage zur Verfügung, um die genauen Verbrennungseigenschaften von Synthesegasen bei hohen Temperaturen und hohem Druck - zu charakterisieren. In mehreren Versuchsreihen fanden die DLR-Wissenschaftler mittels Lasermesstechniken und Hochgeschwindigkeitsaufnahmen heraus, wie sich die stark wasserstoffreichen Syngase von herkömmlichen Brennstoffen wie Erdgas in ihren Verbrennungseigenschaften unterscheiden. Sie sind zum Beispiel reaktionsfreudiger und zünden schneller, was Auswirkungen auf das Design einer Brennkammer hat. Das Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt der Universität Stuttgart hat dabei die Kühlung der Brennkammer analysiert und angepasst.

Die Ergebnisse beider Teilprojekte liegen nun in Form von detaillierten Daten zur Herstellung von Syngasen und zu deren sicheren und emissionsarmen Verbrennung in Gasturbinen vor. Sie fließen zum Einen in die Weiterentwicklung der Produkte in der Industrie ein, die damit zum Beispiel ihre Brennkammern für den Einsatz von Synthesegasen anpassen kann. Zum Anderen sollen die Ergebnisse in einem Folgeprojekt beim DLR in den nächsten drei Jahren weiter ausgebaut werden.

www.dlr.de

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