Kohlenstoff-Kreislauf-Wirtschaft
Schlüsseltechnologien
Gasifizierung
Bei der thermochemischen Konversion durch Vergasung werden Kohlenstoffträger bei Temperaturen oberhalb von 700 °C mit einem Vergasungsmittel in ein H2- und CO-haltiges Gas umgewandelt. Dieses Synthesegas ist eine Basischemikalie der chemischen Industrie und Ausgangspunkt für ein breites Produktspektrum. Neben Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen können daraus die Plattformchemikalien Alkohole, Paraffine, Olefine und Ammoniak hergestellt werden. Der für diese Anwendungen meist bei hohen Drücken durchgeführte Vergasungsprozess wurde ursprünglich vor allem für die Konversion fossiler Energieträger entwickelt und weltweit angewendet, findet aber aufgrund der hohen Flexibilität zunehmend Interesse für die stoffliche Verwertung von Abfällen.
Pyrolyse
Bei der Pyrolyse werden kohlenstoffhaltige Abfälle bei Temperaturen von ca. 400 - 600 °C in Abwesenheit von Luft thermisch in brennbare Gase, Öle und feste Rückstände zersetzt. Das erfordert die Zufuhr von Wärme und kann durch die Verwendung von Katalysatoren unterstützt werden. Es handelt sich um einen etablierten thermochemischen Prozess zur Herstellung von Öl und Wachs sowie zur Abfallaufbereitung für die Rückgewinnung von Metall und Fasern aus Verbundmaterialien. Die Verwendung des abfallbasierten Pyrolyseöls in Raffinerieprozessen als Naphta-Ersatz ist dabei ein bevorzugter Verfahrensweg für das chemische Recycling insbesondere von Altkunststoffen.
Forschungsthemen
Chemisches Recycling
Chemisches Recycling - auch als rohstoffliches Recycling bezeichnet - basiert auf der Umwandlung von kohlenstoffhaltigen Abfällen in chemische Grundbausteine, um daraus neuwertige chemische Produkte herstellen zu können. Dadurch werden Abfälle zu Ressourcen im Sinne einer konsequenten Kreislaufwirtschaft und Kohlenstoff wird in neue Produkte eingebunden, anstatt, wie bei der Abfallverbrennung, als CO2 emittiert zu werden. Wir beschäftigen uns in dem Zusammenhang mit der primären thermochemischen Konversion unterschiedlichster Abfall- und Reststoffe durch Pyrolyse und Vergasung einschließlich peripherer Prozesse sowie der technischen, sozioökologischen und wirtschaftlichen Bewertung der gesamten Prozessketten vom Einsatzstoff bis zum Produkt. Ein Schwerpunkt liegt auf der Integration von Strom und Wasserstoff aus regenerativen Quellen.
Nachhaltige Wasserstoffproduktion
Bei der Realisierung einer klimaneutralen Volkswirtschaft spielt Wasserstoff eine zentrale Rolle. Die Bereitstellung des Wasserstoffs muss dafür selbst klimaneutral und damit nachhaltig erfolgen. Das betrifft insbesondere die Wasserstoffquelle und die Energiebereitstellung für den Gewinnungsprozess. Im Fokus unserer Forschung steht die Wasserstoffherstellung über elektrothermische bzw. thermochemische Konversionsprozesse. Dazu zählt die pyrolytische Spaltung von Methan, bei der sogenannter „türkiser“ Wasserstoff entsteht und die Vergasung bzw. Reformierung von biogenen Abfällen und Reststoffen mit anschließender Maximierung der Wasserstoffausbeute.
CO2-Neutrale Mobilität
CO₂-neutrale synthetische Flüssigkraftstoffe sind eine klimafreundliche Ergänzung zur Elektro- und Wasserstoffmobilität. Sie können Kraftstoffe aus fossilen Quellen nicht nur direkt ersetzen, sondern sie lassen sich auch in beliebigem Verhältnis mit diesen mischen (drop-in-Fähigkeit). Damit ist ein kontinuierlicher Übergang zu diesen Synthesekraftstoffen einschließlich der Nutzung der vorhandenen Infrastruktur für Verteilung und Vertrieb möglich. Ein wesentliches Anwendungsfeld besteht zukünftig in den Bereichen, in denen die Elektro- und Wasserstoffmobilität an ihre Grenzen stößt. Das betrifft insbesondere die Flugzeugflotte, für die Flüssigkraftstoffe auch in der nächsten Zukunft unverzichtbar sind. Schwerpunkt unserer Forschungsarbeiten ist die Synthetisierung von „grünen“ Kraftstoffen auf der Basis von Methanol vom Labor- bis in den Pilotmaßstab einschließlich Katalysator- und Prozesskettenevaluierung.
Forschungsprojekte
AG-Power
Effiziente Produktion von Strom und Biokoks durch Hochdruckgasifizierung von landwirtschaftlichen Abfällen und Reststoffen
Herausforderung: Im geplanten Vorhaben AG-Power sollen innovative Lösungen für die effiziente Produktion von erneuerbarem Strom und Biokoks aus landwirtschaftlichen Reststoffen und Abfällen entwickelt und im Technikumsmaßstab unter praxisrelevanten Bedingungen validiert werden. Der Forschungsschwerpunkt liegt dabei auf der Erzeugung von wasserstoffhaltigem Synthesegas (Hauptbestandteile H2 und CO) bei hohen Temperaturen und Drücken (Hochdruckgasifizierung). Die Originalität des vorgeschlagenen Ansatzes liegt vor allem in der Verwendung einer neuartigen Verfahrenskombination, die als Biomass-fired Top Cycle (BTC) bezeichnet wird. Das BTC-System soll für die Umwandlung von landwirtschaftlichen Reststoffen und Abfällen in Strom, Biokoks und Wärme erprobt werden.
Unser Projekt: Als wissenschaftlicher Partner wird sich die TU Bergakademie Freiberg im Verbundprojekt mit der Bestimmung von kinetischen Daten für die Pyrolyse und Gasifizierung von landwirtschaftlichen Abfällen und Reststoffen bei hohen Temperaturen und hohen Drücken beschäftigen. Die für die Untersuchungen der Gasifizierungskinetik vorgesehene Versuchsanlage KIVAN (Feststoffdurchsatz bis zu 1,5 kg/h) ist speziell für die Bestimmung der Reaktionskinetik bei Prozesstemperaturen bis zu 1150 °C und Prozessdrücken bis zu 100 bar unter Flugstrombedingungen ausgelegt. Zudem werden mehrere Thermowaagen zur Charakterisierung der Pyrolyse und Gasifizierung von festen Proben (Probenmengen von ca. 10 mg bis ca. 2 g) unter atmosphärischem Druck sowie unter Hochdruckbedingungen eingesetzt. Die Daten werden den Projektpartnern zur Entwicklung der oben genannten Technologie zur Verfügung gestellt.
Partner: Königliche Technische Hochschule Stockholm Schweden, RISE Research Institutes of Sweden, Polytechnische Universität Portalegre Portugal, H&O Development AB Schweden, Meva Energy AB Schweden
Förderung: Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes, 100769817
Laufzeit: 11/2024 – 11/2027
ArcAMAT
Advanced materials engineering for arc plasma-assisted production of hydrogen-containing syngas for clean energy utilization
Herausforderung: Im Rahmen der Plasma-gestützten Vergasung von Abfällen, insbesondere mit Wasserdampf-Plasma zur Wasserstofferzeugung, führen hohe Elektroden-Erosionsraten zu unwirtschaftlichen Anlagenbetriebszeiten.
Unser Projekt: Entwicklung fortschrittlicher Elektrodenmaterialien mit hoher mechanischer und chemischer Beständigkeit, um die Erosion der Elektroden unter dem Einfluss des Lichtbogens und der reaktiven Gase zu verringern. Weiterhin werden neue Elektrodengeometrien mit monolithischer dreidimensionaler Struktur durch additive Verfahren entwickelt und gefertigt, um einen besseren Wärmeübergang bei der Wasserkühlung der Elektroden zu erzielen und die thermisch induzierte Degradation der Elektroden zu minimieren.
Partner: AGH University of Krakow, DTU Technical University of Denmark, DBI Virtuhcon GmbH
Förderung: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), Sächsische Aufbaubank (Reference Number: project11426, Förderkennzeichen: 100728552)
Laufzeit: 09/2024 – 08/2027
BeWiSer (Fraunhofer)
Begleitforschungsprojekt Wasserstoff in der Stahlerzeugung II, Nutzung von Biomasse/Reststoffen über die direkte Einbringung in den Schachtofen
Herausforderung: Die Produktion von Stahl verursacht einen erheblichen Kohlendioxid-Ausstoß. Um die CO2-intensive Stahlproduktion zu dekarbonisieren, ist eine Umstellung bestehender Hüttenwerke auf eine klimaneutrale Produktionsweise erforderlich. Dabei soll Stahl durch die Direktreduktion von Eisenerz mit Wasserstoff hergestellt werden – klimaschädlicher Koks als Reduktionsmittel wird dabei vollständig ersetzt.
Unser Projekt: Im Fokus des Teilprojekts steht die Produktion und Verwendung von Biomasse anstelle von fossilen Koksen sowie die Nutzung der Koppelprodukte aus der Biokohle-Erzeugung, vor allem Wasserstoff. Dazu wird die direkte Einbringung von Biomasse in den Schachtofen der Direktreduktion erforscht. Diese innovative Herangehensweise soll die gleichzeitige Reduktion der DR-Pellets und die Integration nachhaltiger Kohlenstoffquellen in einer einzigen Prozessstufe ermöglichen. Dies könnte potenziell sowohl energetische als auch wirtschaftliche Vorteile gegenüber der separaten Durchführung beider Prozesse bieten. Im Vorhaben soll die Machbarkeit des direkten Biomasseeinsatzes und die Bewertung des Potentials sowie der Durchführbarkeit des Verfahrens untersucht werden.
Partner: Salzgitter AG und TS ELINO GmbH
Förderung: BMBF
Laufzeit: 07/2024 – 12/2025
DeCarTrans
Demonstrating a Circular Carbon Economy in Transport along the Value Chain
Herausforderung: Das Erreichen von Treibhausgasneutralität und die damit verbundene Umstrukturierung des Verkehrssektors sind gegenwärtig große Herausforderungen auf nationaler und internationaler Ebene. Klimafreundliche Antriebsmöglichkeiten sind neben der CO2-emissionsfreien E- und Wasserstoffmobilität synthetische Flüssigkraftstoffe, die in einer ganzheitlichen Betrachtung weniger CO2 freisetzen als erdölbasierte Kraftstoffe und das Potenzial haben, eine nahezu klimaneutrale Mobilität zu ermöglichen.
Unser Projekt: Im Verbundforschungsvorhaben DeCarTrans, das Projektpartner aus Forschung, Automobil- und Anlagenbau sowie der Mineralölbranche vereint, stellt das Forschungsteam der TU Bergakademie Freiberg zusammen mit dem langjährigen Kooperationspartner CAC Engineering GmbH bis 2026 mehrere hundert Kubikmeter synthetischen Ottokraftstoff her. Dieser wird in der Benzinsynthesegroßversuchsanlage in Freiberg aus Bio-Methanol erzeugt. Im Mai 2023 wurden die ersten im Vorhaben produzierten 15.000 Liter des grünen Benzins den Projektpartnern zur Verfügung gestellt; aus den zwei folgenden Produktionskampagnen bis Ende Juni 2024 konnten weitere 125.000 Liter ausgeliefert werden. Mit der Produktion über den geplanten Zeitraum von drei Jahren soll das Projekt die Dauerbetriebsfähigkeit der Technologie nachweisen und demonstrieren, dass regenerative synthetische Kraftstoffe einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaziele leisten können.
Partner: CAC Engineering GmbH, Coryton Advanced Fuels Deutschland GmbH, FEV Europe GmbH, Forschungszentrum Jülich GmbH, Lother GmbH (geförderte Partner) sowie weitere assoziierte Partner aus den o. g. Branchen
Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV), FKZ 16RK14004D
Laufzeit: 01/2023 – 12/2026
EwOPro
Entwicklung des Olefins-to-Jetfuel-Prozesses als hochinnovative Stufe der Herstellung von Kerosin aus erneuerbarem Methanol
Herausforderung: Flüssige Kraftstoffe haben dank ihrer spezifischen Eigenschaften auch langfristig in vielen Bereichen des Energiesektors eine große Bedeutung. Während Strom als Energiequelle vor allem für PKW und leichte LKW in Städten eine bevorzugte Alternative darstellt, werden THG-arme, flüssige Kraftstoffe insbesondere für den Schwerlastverkehr auf Langstrecken, die Luftfahrt und den Seeverkehr sowie für petrochemische Vorprodukte, Schmierstoffe und weitere Produkte benötigt. Im Vorhaben EwOPro steht dabei der hochinnovative Olefins-to-Jetfuel-Prozess als Herzstück der Methanol-to-Jetfuel-Route im Fokus.
Unser Projekt: Das Hauptziel von EwOPro ist die detaillierte Untersuchung des Prozesses zur Umsetzung von Olefinen zu Paraffinen bzw. Oligomeren in der entsprechenden Kettenlänge und ‑verzweigung im Rahmen des Methanol-to-Jetfuel-Prozesses, welche für die Ziel-Produktfraktion Kerosin und die Koppelprodukte hochoktaniges/aromatenfreies Benzin und Diesel/Heizöl von Relevanz ist. Dabei stehen insbesondere die wissensbasierte Katalysatorweiterentwicklung sowie die Optimierung der prozesstechnischen Parameter der einzelnen Prozessstufen Methanol-to-Olefins (MtO), Olefin-Oligomerisierung (OtJ) und Hydrierung sowie deren Kombination im Vordergrund.
An der Professur Energieverfahrenstechnik wird hierfür die STF+-Technikumsversuchsanlage, die für den Betrieb im MtO-Modus ertüchtigt wurde, um aufskalierte OtJ-Prozessstufen erweitert. Bei den nachfolgenden experimentellen Untersuchungen zur Prozessoptimierung erzeugtes Oligomerisat wird den Projektpartnern für Hydrierung, Fraktionierung und Kraftstofftests zur Verfügung gestellt.
Partner: CAC Engineering GmbH, DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH, Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS (geförderte Projektpartner) sowie weitere assoziierte Projektpartner
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), FKZ 03EI3083C
Laufzeit: 03/2023 – 08/2026
GasUpgrad
Upgrading von Prozessgasen mit Mikrowellenplasma
Herausforderung: Prozessgase, wie z.B. Pyrolysegase oder Biogas, erfüllen aufgrund geringer Heizwerte, hoher CO2-Anteile oder der Belastung mit Teeren, höheren Kohlenwasserstoffen oder Stäuben oft nicht die Voraussetzungen für eine Rückführung in den Stoffkreislauf mittels nachfolgender Synthese. Diese werden deshalb in der Regel verbrannt und oftmals zur Strom- und Wärmeerzeugung in Blockheizkraftwerken genutzt. Dieser Weg ist aber in vielen Fällen nicht kostendeckend und verursacht zudem hohe CO2-Emissionen.
Unser Projekt: Zur Nachbehandlung stark belasteter Prozessgase (z.B. Pyrolysegas, Biogas) wird eine kompakte, transportfähige Anlage mit Mikrowellen-Plasmabrenner im Vorhaben gebaut und im Feldversuch getestet. Es entsteht hochwertiges Synthesegas, das zu Wertstoffen, wie z.B. Methanol, verarbeitet und dem Stoffkreislauf wieder zurückgeführt werden kann. Ein ökologischer und wirtschaftlicher Vergleich wird zwischen konventioneller Verwertung und dem vorgeschlagenen Lösungsweg erstellt.
Partner: -
Förderung: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), Sächsische Aufbaubank (Förderkennzeichen: 100770480)
Laufzeit: 06/2025 – 11/2026
GrünBerg
Grüne Hörsäle an der TU Bergakademie Freiberg
Herausforderung: Wissenschaft und Forschung sind oft kompliziert und für Außenstehende mitunter schwer zu verstehen. In der Öffentlichkeit wird oft meinungs- statt faktenbasiert diskutiert.
Unser Projekt: Mit GrünBerg wollen wir zentrale, ungenutzte Außenbereiche der Universität in grüne Hörsäle verwandeln und diese nutzen, um die Universität mit der Gesellschaft zu verzahnen. Die studentische Ausbildung soll eine größere Praxisnähe und Praxisrelevanz erhalten und gemeinsam sollen „grüne“ Umsetzungskonzepte für die Energie- und Rohstoffwende erarbeitet und diskutiert werden. Die Bearbeitung von praxisnahen Fragestellungen und der Kontakt zu „alten Hasen“ ermöglicht den „jungen Wilden“, von deren Erfahrungen zu profitieren (Tandemlernen). Die „grünen“ Hörsäle sollen die Übergänge von der Schule zu Universität und von dieser in die regionale Wirtschaft erleichtern und laden zu Debatten, Diskussionen und Science Slams ein.
Förderung: Stiftung Innovationen in der deutschen Hochschullandschaft
Laufzeit: 04/2024 – 03/2026
HyCS6000
Entwicklung und Langzeit-Demonstration der effizienten Energiespeicherung mit Wasserstoff und dem HyCS-Verfahren – Zyklenfestigkeit und Modellierung einer HyCS-Speichereinheit
Herausforderung: Wasserstoff ist einer der entscheidenden Energieträger der Zukunft, um eine klimaneutrale und umweltverträgliche Wirtschaft zu gewährleisten. Wichtig für die Implementierung der Wasserstoffwirtschaft ist jedoch, dass Wasserstoff jederzeit an den Orten, wo er benötigt wird, zur Verfügung steht. Insbesondere für dezentral gelegene, kleine und mittelständische Unternehmen müssen daher entsprechende Speicher- und Transportlösungen gefunden werden.
Unser Projekt: Im Projekt HyCS6000 wird die Wasserstoffspeicherung mithilfe von Eisenpellets untersucht. Dabei wird das Energiepotential des Wasserstoffs gespeichert, wobei eine höhere Energiedichte als mit konventionellen Wasserstoffspeichern erreicht wird. Der Fokus des Forschungsprojektes liegt auf der Skalierung der Speicherlösung. Dafür wird ein Testspeicher aufgebaut und in Langzeittests betrieben, sowie der Prozess modelliert.
Partner: AMBARtec AG
Förderung: Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE), Sächsische Aufbaubank (Referenznummer: 8633KYSBE, Förderkennzeichen: 100732587)
Laufzeit: 01/2025 – 12/2027
InnoTeam: Bio2H2
Das Projekt "InnoTeam Bio2H2" zielt darauf ab, eine neue Technologie zur Herstellung und Speicherung von Wasserstoff aus biogenen Rest- und Abfallstoffen zu entwickeln. Wir entwickeln eine thermochemische Konversionsroute , die es ermöglicht, Wasserstoff aus Klärschlamm und anderen biogenen Rest- und Abfallstoffen zu gewinnen.
Herausforderung:
Die Herausforderung besteht darin, eine effiziente und kostengünstige Methode zur Herstellung von Wasserstoff aus biogenen Rest- und Abfallstoffen zu entwickeln. Das gewonnene Synthesegas muss dann zur indirekten Wasserstoffspeicherung in eisenbasierten Speichersystemen verwendet werden. Dies erfordert eine enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachgebieten, wie der Chemie, der Thermodynamik und der Materialwissenschaft.
Unser Projekt: kurze Beschreibung der Projektinhalte
Das Projekt ist ein interdisziplinäres Forschungsprojekt, das sich auf die Entwicklung einer thermochemischen Konversionsroute zur Herstellung von wasserstoffreichem Synthesegas aus biogenen Rest- und Abfallstoffen konzentriert. Wir arbeiten an der Entwicklung eines Verfahrens, das es ermöglicht, Klärschlamm und andere biogene Rest- und Abfallstoffe zu gasifizieren und das entstehende Synthesegas zur indirekten Wasserstoffspeicherung in eisenbasierten Speichersystemen zu verwenden. Weitere Wertstoffe wie Phosphor sollen ebenfalls abgetrennt werden. Das Projekt umfasst die Identifizierung einer geeigneten thermochemischen Konversionsroute, die Entwicklung eines Verfahrens zur Gasaufbereitung und Synthesegasnutzung, die Weiterentwicklung eines eisenbasierten Speichersystems und die Durchführung von Experimenten und Simulationen, um die Effizienz und Kosten des Verfahrens zu optimieren.
Durch die enge Zusammenarbeit zwischen den Fachgebieten und die Kooperation mit unseren Partnern hoffen wir, ein effizientes und marktfähiges Verfahren zur Herstellung und Speicherung von Wasserstoff aus biogenen Rest- und Abfallstoffen zu entwickeln.
Partner: DBI-Virtuhcon GmbH, AMBARtec AG, MiViA GmbH
Förderung: ESF Plus / SAB, 100756653
Laufzeit: 02/2025 – 01/2027
KKTec (Fraunhofer)
Konzeptentwicklung zur Etablierung eines Kompetenzzentrums für Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien KKTeC
Herausforderung: Vor dem Hintergrund der Defossilisierung der Industrie besteht ein steigender Bedarf an Pilot- und Demonstrationsanlagen im Bereich des chemischen Recyclings. Für die Weiterentwicklung und Optimierung sowie Anpassung der Technologien an neue Einsatzstoffe existieren für industrielle Anwender nur wenige Möglichkeiten, um diese in einer neutralen Einsatzumgebung zu testen und mit weiteren Technologien zu verschalten.
Unser Projekt: Mit dem Kompetenzzentrum für Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien (KKTeC) am Standort Freiberg sollen die Entwicklung und Integration innovativer Technologien für die Energiewende vorangetrieben werden. Im Mittelpunkt steht die Kombination von Technologien zur Wasserstofferzeugung durch Hochtemperaturelektrolyse sowie thermochemische Prozesse wie Pyrolyse und Gasifizierung. Das Kompetenzzentrum soll eine neutrale Testumgebung für industrielle Anwender schaffen, um neue Technologien unter Einsatzbedingungen zu erproben und in bestehende Systeme zu integrieren.
Partner: keine
Förderung: Sächsische Staatsministerium für Infrastruktur und Landesentwicklung (SMIL), Einzelfallförderung im Bereich des simul+Innovation Hub
Laufzeit: 12/2024 bis 08/2025
KS-Meth
DATIPilot - Sprint - KS-Meth
Herstellung von synthetischem Methan und Phosphor aus Klärschlamm, Gärresten und weiteren anderweitig nicht nutzbaren biogenen Rest- und Abfallstoffen
Herausforderung: Der Kerngedanke des Projektes liegt in einem völlig neuen Ansatz der Klärschlamm-Veredlung. Mit einem innovativen thermochemischen Verfahren (Flugstromgasifizierung) wird einerseits Phosphor in hochwertiger Form rückgewonnen und andererseits ein Synthesegas erzeugt, welches in einer Syntheseanlage in Methan umgewandelt wird. Alle giftigen Bestandteile werden thermochemisch zersetzt (z.B. Medikamentenrückstände) oder in der Schlacke (insbesondere Schwermetalle) dauerhaft gebunden.
Unser Projekt: Der Fokus liegt auf der Aufklärung der Freisetzungsmechanismen für den in biogenen Reststoffen enthaltenen Phosphor, der Schaffung der ingenieurwissenschaftlichen Grundlagen für die effiziente Abtrennung von freigesetzten Phosphorverbindungen aus der Gasphase mittels geeigneter Gaswäscheverfahren, der Ausarbeitung eines wirtschaftlich tragfähigen Phosphorrückgewinnungskonzepts, der Techno-ökonomische Bewertung der Prozesskette für die stoffliche Nutzung von biogenen Reststoffen unter kombinierter Rückgewinnung des Phosphors und des Kohlenstoffs sowie der Verbreitung von neuesten Erkenntnissen zu innovativen nachhaltigen Lösungen für das Energiesystem der Zukunft in der wissenschaftlichen Community, in der Wirtschaft, bei den politischen Entscheidungsträgern sowie in der breiten Öffentlichkeit.
Partner: DBI-Virtuhcon GmbH
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung, FKZ: 03DPS1065A
Laufzeit: 11/2024 – 04/2026
PhosCOOR
Thermochemische Phosphorrückgewinnung unter stark reduzierenden Bedingungen mit Berücksichtigung der CO2-Bilanz
Herausforderung: Ab 2029 besteht für viele Kläranlagenbetreiber die Pflicht, Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen und dem Wirtschaftskreislauf wieder zur Verfügung zu stellen. Um auch den enthaltenen Kohlenstoff nicht als CO2 zu emittieren, sondern dem Kohlenstoffkreislauf zurückzuführen, kommt eine Verbrennung des Klärschlamms nicht in Frage.
Unser Projekt: Grundlagenuntersuchungen für die kombinierte Rückgewinnung von Phosphor und Kohlenstoff aus Klärschlamm mithilfe der allothermen Gasifizierung. Zu diesem Zweck werden die notwendigen Bedingungen zur Phosphor-Freisetzung in die Gasphase identifiziert sowie ein wirtschaftlich betreibbares Phosphorrückgewinnungskonzept entwickelt, welches mit Laboruntersuchungen und Vergasungsversuchen im Technikumsmaßstab belegt wird.
Partner: RWE, TAF, PreZero Pyral GmbH, DBI Virtuhcon
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (03EE5086)
Laufzeit: 09/2021 – 06/2025
REF4FU
Erneuerbare Kraftstoffe aus grünen Raffinerien der Zukunft
Herausforderung: Erneuerbare Kraftstoffe für Straßen-, Luft- und Schiffsverkehr können bis heute nicht selektiv über einen einzigen Prozessweg hergestellt werden. Sie entstehen in der Regel in unterschiedlichen Mengenverhältnissen zusammen mit weiteren Nebenprodukten.
Unser Projekt: Das Vorhaben REF4FU zielt auf die Entwicklung, Validierung und Bewertung nachhaltiger Raffineriekonzepte ab, mit denen der zukünftige Bedarf an erneuerbaren Flüssigkraftstoffen gedeckt werden kann. Aus erneuerbarem Methanol, Fischer-Tropsch-Kohlenwasserstoffen und Pyrolyseölen sollen die heute flottenüblichen und in absehbarer Zukunft erforderlichen Kraftstoffe mit skalierbaren Technologien erzeugt, getestet und bewertet werden. Zudem erfolgt eine Einordnung vor dem Hintergrund des regulatorischen Rahmens.
An der Professur Energieverfahrenstechnik steht dabei die Erzeugung von größeren Mengen Oligomerisat für die Projektpartner im Fokus der Forschungsarbeiten, wofür an der Technikumsversuchsanlage Flüssiggasdosierung sowie Produkttrennung nachgerüstet werden.
Partner: DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Karlsruher Institut für Technologie, CAC Engineering GmbH, EDL Anlagenbau GmbH, INERATEC GmbH (geförderte Projektpartner) sowie weitere assoziierte Projektpartner
Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV), FKZ 16RK24001E
Laufzeit: 12/2022 – 11/2025
VeRa
Vorhersage von Verschmutzungen bis zum kalten Ende des Rauchgaswegs (VeRa)
Herausforderung: Deutschland hat sich im Rahmen des Übereinkommens von Paris bei der UN-Klimakonferenz 2015 dazu verpflichtet, den Treibhausgasausstoß bis 2030 um 55 % und bis 2050 um 80 % gegenüber 1990 zu senken. Ab 2050 soll die Energieerzeugung nahezu vollständig dekarbonisiert erfolgen. Gleichzeitig sollen die Sicherheit der Energieversorgung gewährleistet, vorhandene Energieinfrastruktur genutzt und negative gesellschaftliche Auswirkungen vermieden werden. Dies kann unter anderem durch den schrittweisen Ersatz fossiler Energierohstoffe durch biogene Reststoffe in bereits vorhandenen thermischen Kraftwerken erfolgen.
Unser Projekt: Ziel des Vorhabens ist es, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten, indem die überwiegend fossilen Regelbrennstoffe thermischer Kraftwerke schrittweise durch Reststoffe (Biomasse, Abfälle, etc.) ersetzt werden. Die beteiligten Verbundpartner untersuchen verschiedene Ersatzbrennstoffe für die Nutzung im Kraftwerksprozess. Die TUBA Freiberg im Speziellen beschäftigt sich dabei mit der chemisch-mineralogischen Charakterisierung unterschiedlicher Einsatzstoffe, der Kategorisierung von Wechselwirkungen zwischen Aschebildnern, sowie dem Freisetzungsverhalten prozessrelevanter Elemente in simulierter Prozessatmosphäre mittels ETV-ICP-OES.
Partner: Universität Stuttgart, Forschungszentrum Jülich GmbH, GTT-Technologies, RECOM Services GmbH, Lausitz Energie Kraftwerke AG, RWE Power AG, RWE Generation SE, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, Clyde Bergemann GmbH, GE Boiler Deutschland GmbH
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (03EE5064C)
Laufzeit: 09/2021 – 09/2025
Archiv
- ZIK Virtuhcon
- Erzgebirge – neue Landschaft, neue Chancen
- Methanol-to-Gasoline – MTG (Teilvorhaben B3 der TU BAF im Verbundforschungsvorhaben „C3-Mobility: Closed Carbon Cycle-Mobility: Klimaneutrale Kraftstoffe für den Verkehr der Zukunft“), Förderung durch BMWK (Förderkennzeichen 03EIV021A), Projektpartner BMW, CAC, FEV, Ford, Opel, Shell, VW u. a., Laufzeit 09/2018–12/2021
- Bau und Betrieb einer STF+-Versuchsanlage zur Herstellung von Ottokraftstoffen aus regenerativem Methanol sowie Untersuchungen zur Kraftstoffqualität zukünftiger Synthesekraftstoffe (Teilvorhaben der TUBAF im Kopernikus-Projekt P2X: „Erforschung, Validierung und Implementierung von ‚Power-to-X‘ Konzepten“), Förderung durch BMBF (Förderkennzeichen 03SFK2M1), Audi, CAC, OMV, Shell und VW (Drittmittelgeber), Laufzeit: 09/2016-08/2019
- Waste4Future: PDF download
- CCS on Ships: PDF download
- VERENA: PDF download
- Anschubfinanzierung KKT (Fraunhofer): PDF download
- PC2Chem (Fraunhofer): PDF download
