CO2 für „grüne“ Produkte nutzen

20. November 2014

Emissionen sparen: Es geht auch anders

Kohlendioxid ist nur schlecht, wenn es in die Luft entweicht. Das hat die Energiewende zu Tage gefördert. Wird CO2 hingegen abgeschieden und gelagert, könnte es zur Senkung des CO2-Ausstoßes und Erzeugung „grüner” Produkte sogar wesentlich beitragen. Denn Kohlendioxid ist zum Beispiel die entscheidende Zutat im Power-to- Gas-Konzept, das zur Speicherung von erneuerbarer Energie in Form von synthetischem Methangas eine kombinierte Lösung bietet: Reduktion von CO2 und Speicherung der problematischen Ökostrom-Überschüsse. Außerdem ist CO2 ein Prozessbaustein bei der Herstellung erdölfreier Kunststoffe.

 

Biotechnologie_Emission_Umwelt

Foto © Thomas Ernsting für Subitec GmbH

 

Viele Verfahren zur Reduktion CO2 sind derzeit im Test, um Ausgangsstoffe für Kunststoffe und Gummi zu liefern, für zahlreiche Alltagsprodukte wie Sportschuhe oder Einweggeschirr. Grundsätzlich könnte man nützliches Kohlendioxid direkt aus der Luft zurückgewinnen. Doch das ist absolut unrentabel. Eine Win-win-Situation ist dagegen, das CO2 aus dem Abgas konventioneller Kraftwerke oder Industrieanlagen abzuscheiden und dem jeweiligen CO2-Verwertungsprozess zuzuführen, damit das CO2 fixiert wird. Dabei wird es meistens aus dem Rauch oder Abgas mit Hilfe eines chemischen oder physikalischen Lösungsmittels entfernt. Etwa 85 bis 90 Prozent des CO2 können auf diese Weise rentabel abgeschieden werden. Den Abscheideprozess im Roh-/ Reingas überwachen Gasanalysatoren und -zähler von SICK.

CO2 wieder unter die Erde bringen

MCS100E

Mehrkomponenten-Analysensystem MCS100E

Eine günstige Möglichkeit, den CO2-Ausstoß deutlich zu senken, könnte Carbon Capture & Storage (CCS) sein. Dabei gelangt fossiles Kohlendioxid gar nicht erst nicht in die Luft, sondern wird im Prozess oder vor dem Schornstein abgeschieden und vorzugsweise in salzwasserhaltigen Erdschichten dauerhaft gebunden. Die Technik könnte attraktiv gerade für Länder wie China oder Polen mit hauptsächlich fossilen Kraftwerken sein. Das Oxyfuel-Prinzip beeinträchtigt beim CCS den Wirkungsgrad vergleichsweise gering. Das Verfahren wurde auch mit Hilfe von Analysatoren von SICK in einer deutschen Versuchsanlage erfolgreich erprobt. Beim Oxyfuel-Verfahren wird Kohlenstoff mit reinem Sauerstoff und Rezirkulationsgas verbrannt. Es entstehen Wasser und Kohlendioxid. Damit das CO2 so effizient wie möglich gespeichert werden kann, muss es hochrein sein. Das gelang mit Bravour: Mit einem Reinheitsgrad von bis zu 99,7 Prozent wurden optimale Qualitäten erreicht. Analysatoren von SICK hatten daran wesentlichen Anteil: Das extraktive Mehrkomponenten-Analysensystem MCS100E HW erfasste nach der Entstaubung die schwankenden Schwefel- und CO2-Konzentrationen problemlos im feuchten Rohgas, trotz unterschiedlicher Feuerungsleistungen und Brennstoffe.

Nach der Entschwefelung überwachten dann das Mehrkomponenten-Analysensystem MKAS mit SIDOR im Reingas das Schwefeldioxid und CO2 beim Zustrom zur Abscheidungsanlage. Für die exakte Messung der Gasströme sorgte der Gaszähler FLOWSIC500. Bei einer geologischen Speicherung von CO2 würden darüber hinaus weitere, quantitative und qualitative Messaufgaben anfallen, insbesondere um eventuelle Leckagen zu identifizieren.

Pflanzen mit Extraportion CO2 füttern

Tomaten_Emission_UmweltHaben Pflanzen eine Kohlendioxid-Obergrenze bei der Photosynthese? Algen sind beliebter Ausgangsstoff für pharmazeutische Produkte und die Herstellung von Biodiesel. Sie schätzen die Fütterung mit reichlich CO2. Das Kohlendioxid dient den Algen dabei als Nährstoff, die Stickoxide als Dünger. Beides wird dadurch in den natürlichen Stoffkreislauf zurückgeführt. In einer Pilotanlage der Firmen Subitec GmbH und EnBW zur Algenzucht wurden Abgase aus einem Biomasseheizkraftwerk genutzt und mit Messtechnik von SICK überwacht. Die CO2-Minderungsrate wurde dabei aus einer Differenzmessung am Ein- und Ausgang der Anlage ermittelt. Eingesetzt war hier der extraktive NDIR-Gasanalysator SIDOR von SICK. Sind die CO2-Konzentrationen bekannt, die für das Wachstum der Algen benötigt werden, lässt sich die Anlage optimiert steuern. Eine überwachte Verdünnung des Abgases mit Umgebungsluft regelt die Konzentration. Der Gasanalysator GMS800 mit dem Analysenmodul DEFOR, der nach dem UVRAS-Prinzip arbeitet, prüfte außerdem, inwieweit die Algen NO bzw. NO2 als Dünger nutzen können. Das dazugehörige Analysensystem stand klimatisiert im Freien. Ähnlich das Verfahren in einem Großgewächshaus. Hier werden Tomaten ebenfalls mit Kohlendioxid und geringen Mengen Stickstoff als Dünger auf natürliche Weise gestärkt. Den Prozess steuert das eignungsgeprüfte modulare Analysensystem MAC800 von SICK.

 

GMS 800

Gasanalysator GMS 800

Der NOx-Zustrom wird mittels eingedüstem Reduktionsmittel und nachgeschalteter Katalyse in einer SCR-Entstickungsanlage zu natürlichem Luft-Stickstoff und Wasser umgewandelt. Eine NOx-Messung mit dem GMS800 DEFOR hilft dabei, das Reduktionsmittel exakt zu dosieren und auf ein Minimum zu reduzieren. Auch die Emissionsgrenzwerte werden zuverlässig überwacht.

 

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