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
Sonderfinanzierung der Fraunhofer-Außenstlle “Kohlenstoff-Kreislauff-Technologien (KKT)” des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Die Forschungsgruppe Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien KKT wurde im Oktober 2017 als Außenstelle des Fraunhofer IMWS gegründet. Die Forschungsziele der Gruppe KKT fokussieren auf die effiziente, ressourcenschonende und klimaneutrale Nutzung von Kohlenstoffträgern. Diese Entwicklungsarbeiten erfolgen in enger Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg. Dafür erhält die Forschungsgruppe KKT seit 2019 eine Anschubfinanzierung vom Sächsisches Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus SMWK in Höhe von 4,6 Mio. Euro, mit der u. a. umfangreiches Equipment angeschafft werden konnte. Zum 1. Januar 2023 wurde die Freiberger Forschungsgruppe Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien KKT in das Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS integriert.
Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme möchte mithilfe der Forschungsgruppe KKT weitere Synergien in den Elektrolyse-, Wasserstoff- und Power-to-X-Technologien heben und nachhaltige Kohlenstoffquellen für die Kreislaufwirtschaft erschließen. Ziel ist es, chemische Recyclingverfahren wie die Pyrolyse oder Gasifizierung zu optimieren und diese im großtechnischen Maßstab zu erproben. Kunststoffe, die mechanisch nicht weiter recyclebar sind, Biomassen oder fossile Mischabfälle werden dabei in kleinere Moleküle zerlegt, so dass sie als Synthesegase, Monomere oder andere Zwischenprodukte in der chemischen Industrie wieder einsetzbar sind. Hierfür betreiben die Forschenden am Standort eine Pyrolyseplattform sowie – in Kooperation mit der TU Bergakademie Freiberg – Anlagen zur Gasifizierung, um verschiedene Fragestellungen zu untersuchen: Welche Abfallfraktionen lassen sich in welche Art Grundstoffe überführen? Wie müssen die Prozesse gefahren werden, um Korrosion oder Anbackungen zu vermeiden oder eine bestimmte Reinheit der Produkte zu erreichen? Und zuletzt auch die Frage der Wirtschaftlichkeit. So lassen sich für Industriepartner verschiedene Technologien anpassen, bewerten und in kundenspezifische Lösungen für die Schließung von Kohlenstoffkreisläufen übertragen. Die Forschungsziele der KKT fokussieren auf die effiziente, ressourcenschonende und klimaneutrale Nutzung von Kohlenstoffträgern. Kombiniert man die benannten Recyclingprozesse mit elektrochemischen Konversionsprozessen wie der Hochtemperatur-Elektrolyse oder Syntheseprozessen wie der Fischer-Tropsch-Synthese, können einerseits höherwertige Produkte wie synthetisches Kerosin hergestellt und andererseits hohe Wirkungsgrade erzielt werden. Erst die Kopplung von Stoff-, Energie- und Wärmeströmen in Summe führt zu Verfahrenskonzepten, die einen deutlichen Mehrwert gegenüber bisherigen Ansätzen bieten. Mit der erweiterten Expertise im Bereich der Kohlenstoff-Kreislauftechnologien ist man nun in der Lage, neue Rohstoff- und Energieressourcen für eine grüne Industrie bereitzustellen.
Laufzeit: 2019– 2024
„Diese Maßnahme wird mitfinanziert durch Steuermittel auf der Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes“
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
Problem: Der maritime Sektor ist für 3% der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich, die im Allgemeinen als schwer zu vermeiden betrachtet werden. Nichtsdestotrotz ist die Schifffahrt im Gütertransport und auch im Personenverkehr unersetzlich. Daher müssen klimafreundliche Lösungen entwickelt werden.
Lösungsvarianten: Alternative Antriebskonzepte wie die Elektromobilität lassen sich im maritimen Bereich, insbesondere für große Schiffe und weite Strecken, kaum umsetzen. Unterstützung durch Windkraft (Segel) und eine Verringerung der Geschwindigkeit können einen Beitrag leisten, reichen jedoch nicht aus. Alternative Kraftstoffe bieten sich an, treiben den traditionell hohen Anteil des Kraftstoffes an den Gesamtkosten noch weiter in die Höhe. Schiffe haben darüber hinaus eine lange Lebensdauer, sodass die Lösungen möglichst auch auf die Bestandsflotte anwendbar sein sollten. Daher wird auch Carbon Capture, also das Abtrennen von anfallendem CO2 aus den Abgasen, als ein möglicher Teil der Lösung betrachtet.
Unser Projekt: Im Projekt CCS on Ships werden für verschiedene Schiffstypen verschiedene Konzepte zur CO2-Abtrennung untersucht und vergleichend bewertet. In Systemsimulationen wird das Gesamtsystem aus Schiff, Capture-Einheit und Speicherung abgebildet. Auch das CO2-Handling an Bord sowie im Hafen ist Teil des Projekts.
Partner: Large Engines Competence Center Graz (LEC), Lehrstuhl für Thermodynamik an der Ruhruniversität Bochum
Förderung: Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF): Forschungsvereinigung für Verbrennungskraftmaschinen (FVV) / Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK)
Laufzeit: 01.09.2022 – 30.09.2024
Mehr Infos: OnePager (PDF)
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
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
Recycling von industriellen Polycarbonat-Abfällen durch selektive Pyrolyse; Teilvorhaben: Untersuchung und Optimierung der Pyrolyse von Polycarbonat im Technikumsmaßstab
Vision: Die Vision des Projektes PC2Chem ist es, einen chemischen Recyclingprozess für Polycarbonat-Abfällen zu etablieren, durch den aus flächendeckend eingesammelten Abfällen wieder Ausgangschemikalien für Polycarbonat-Produkte hergestellt werden können. Dadurch kann die Nutzung fossiler Rohstoffe vermieden und energieintensive Prozessschritte eingespart werden.
Unser Projekt: Im Projekt erfolgt insbesondere die Entwicklung einer Pyrolysetechnologie zur chemischen Konversion von Polycarbonat-Abfällen, insbesondere PC/ABS-Blends, in hochwertige Produkte wie beispielsweise Bisphenol A (BPA) und Styrol. Darüber hinaus sollen durch selektive Pyrolyse auch additiviertes PC und PC-Komposite verarbeitet werden können. Die gewonnenen hochwertigen Moleküle werden wieder zur Herstellung von PC eingesetzt. Hauptzielsetzung des Fraunhofer IKTS ist die detaillierte Untersuchung der Pyrolyse verschiedener Polycarbonate im Technikumsmaßstab. Hierfür werden experimentelle Untersuchungen in einer Batch-Pyrolyse-Anlage und in einem kontinuierlich arbeitenden Pyrolysedrehrohr durchgeführt, um Prozessparameter für eine maximale Ausbeute an wertgebenden Komponenten zu ermitteln. Unterstützt werden die Untersuchungen durch instrumentell-analytische Methoden zur grundlegenden Untersuchung der Reaktionen verschiedener PC-Qualitäten während der Pyrolyse.
Partner: Covestro AG
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (03EI5007B)
Laufzeit: 01/2022 – 12/2024
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
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
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
Vergasungsprozesse mit integrierter Überschussstromeinbindung zur flexiblen Stromerzeugung und Herstellung synthetischer Energieträger aus Reststoffen (VERENA)
Herausforderung: Der zunehmend größer werdende Anteil erneuerbarer Energien an der deutschen Stromerzeugung führt durch natürliche Schwankungen zu Herausforderungen in der Energieversorgung. Auf Lastspitzen und -senken muss flexibel reagiert werden können, ohne auf die Zuhilfenahme fossiler Energieträger angewiesen zu sein. Deshalb gilt es, Technologien zu entwickeln, die unter Einsatz biogener Energieträger ein Synthesegas erzeugen können. Damit diese Technologien den Klimazielen gerecht werden, ist die Verwendung von Überschussstrom vorgesehen, um sowohl Anlagen zu betreiben, als auch Wasserstoff durch Elektrolyse zu erzeugen, welcher mit dem Synthesegas zu flüssigen oder gasförmigen Energieträgern umgewandelt werden kann. Diese Energieträger können als effiziente Energiespeicher dienen, welche in Zeiten hohen Strombedarfs zur Stromerzeugung genutzt werden können.
Unser Projekt: Übergeordnetes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung und Bewertung von Technologien zur flexiblen Herstellung (Polygeneration) von Strom und synthetischen Energieträgern (z.B. Fischer-Tropsch-Kraftstoff, Methan, Methanol) basierend auf der Vergasung von Reststoffen (Biomasse, Abfälle, etc.). Die TUBA Freiberg arbeitet dabei an der chemisch-mineralogischen Charakterisierung der Einsatzstoffe und ermittelt relevante Stoffdaten wie bspw. Umsatzkinetik, Sinter- und Clinkerverhalten, Viskosität und Reaktivität. Mithilfe dieser Grundlagen werden Versuche in der Pilotanlage COORVED durchgeführt sowie die Datenbasis für CFD-Modellierung gebildet. Anhand der CFD-Modelle ist es möglich, den Prozess aus der Pilotanlage zu abzubilden und auf industrielle Größenordnung zu skalieren.
Partner: TU München, TU Darmstadt, Air Liquide Forschung und Entwicklung GmbH, Forschungszentrum Jülich GmbH, GTT-Technologies, NTB-Biotech GmbH / VER Verfahrensingenieure GmbH, SUEZ Deutschland GmbH, RWE Power AG, Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH, Schmidtsche Schack | ARVOS, GKN Sinter Metals Filters GmbH, Clariant Produkte GmbH
Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (03EE5044C)
Laufzeit: 10/2020 – 12/2024
Vom Abfall zum Rohstoff – grüne Moleküle für die Chemie
Vision: Entwicklung eines umfassenden Recyclings von kunststoffhaltigen Abfällen ohne Verlust von Kohlenstoff durch ineinandergreifende, vernetzte Prozesse unter maximalem Erhalt existierender chemischer Strukturen. Bewertung innovative Recyclingtechnologien für komplexe Abfälle, mit denen sich hochwertige Rezyklate und zirkuläre Rohstoffe gewinnen lassen.
Unser Projekt: Im Projekt wird ein ganzheitliches, entropiebasiertes Bewertungsmodell entwickelt und demonstriert, dass die bis dato prozessgeführte Recyclingkette zu einer stoffgeführten Kette reorganisiert. Die Entropie als Maß der Unordnung eines Systems wird hierbei genutzt, um den Recyclingerfolg zu beschreiben. Dabei wird ein auf der sogenannten Shannon-Entropie bzw. statistischen Entropie basierendes Modell, welches bereits für mechanische Recyclingprozesse genutzt wird, auch auf das chemische Recycling adaptiert und weiterentwickelt.
Partner: Fraunhofer IKTS, Fraunhofer IMWS, Fraunhofer IWKS, Fraunhofer LBF, Fraunhofer IVV, Fraunhofer IOSB, Fraunhofer FHR, Fraunhofer IZFP
Förderung: Fraunhofer internes Projekt (Leitprojekt)
Laufzeit: 01/2021 – 12/2024
- 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