ISBN 9783843907064

978-3-8439-0706-4, Reihe Energietechnik

Christian Kunze
Simulation und Bewertung zukünftiger IGCC-Kraftwerkskonzepte mit CO₂-Abtrennung

257 Seiten, Dissertation Technische Universität München (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Trotz des Wandels in der Energieversorgung werden fossile Energieträger auch weiterhin notwendig sein, um den weltweit steigenden Energiebedarf zu decken. Die vorliegende Arbeit untersucht daher zukünftige IGCC-Kraftwerke, welche CO2 möglichst vollständig abtrennen und zugleich effzient Strom erzeugen. Ausgangspunkt der Betrachtungen bildet das klassische IGCC nach Stand der Technik. Dieses kann bereits hohe Nettowirkungsgrade von gut 50% erreichen. Allerdings führen die CO2-Emissionen von 672 g/kWh zu einem Anstieg der Stromgestehungskosten auf rund 81 Euro pro MWh. Durch Abtrennung von CO2 können die Emissionen auf etwa 88 g/kWh reduziert werden, was aber einen deutlichen Rückgang des Wirkungsgrades um 11,4 %-Punkte verursacht. Dies führt zu hohen Breakeven CO2-Zertifkatspreise im Bereich von 32 Euro je Tonne.

Aus diesem Grund werden fünf zukünftige IGCC-Kraftwerkskonzepte vorgeschlagen und deren Potential sowohl mittel- wie auch langfristig bewertet. Die ausgewählten Kraftwerkskonzepte umfassen ein IGCC mit Sauerstoffmembran (OTM) sowie eines mit Membran-Shift-Reaktor (MR). Zudem wird ein IGCC mit CO2-Abtrennung aus dem Abgas mittels Carbonate Looping Prozess (CL) sowie ein Konzept nach dem Oxy-fuel Prinzip (Oxy) betrachtet. Abschließend wird im BZ-Konzept noch die Kombination aus IGCC und Hochtemperaturbrennstoffzelle untersucht.