COORAL - CO₂-Reinheit für die Abscheidung und Lagerung

COORAL ist das Akronym eines Verbundprojektes, das seit dem 1.4.2009 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages für 3,5 Jahre gefördert wurde.

Ziel des Projektes: Optimierung der Prozesskette Erzeugung – Transport – Injektion – Dauerhafte Speicherung.

Kernfrage: Was sind die optimalen Anteile von CO₂ und seinen Begleitstoffen in den Prozessgasen verschiedener Kraftwerkstypen, damit

• die Langzeitsicherheit eines Speichers gewährleistet ist,
• Korrosion an den eingesetzten Materialien vermieden wird und
• die Kosten der „Carbon dioxide capture and storage“ (CCS)-Technologie volkswirtschaftlich verträglich bleiben ?

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Prozesskette Erzeugung - Transport - Injektion - Lagerung Quelle: BGR

Forschungs- und Entwicklungsprojekte zur dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid (CO₂) haben bisher vorwiegend den Einfluss von reinem CO₂ auf Anlagenteile und Pipelines, Bohrlochausrüstung oder auf Speicher- und Barrieregesteine betrachtet. Das in mit fossilen Brennstoffen befeuerten Kraftwerken abgeschiedene CO₂ enthält jedoch - je nach Prozessführung und Abscheidetechnik - unterschiedlich hohe Konzentrationen an Staub, SO_x, NO_x, H₂S, CO, Sauerstoff und Lösemitteln etc.. Diese Begleitstoffe können korrosiv auf Anlagenteile, Stahlleitungen oder Zemente zum Bohrlochverschluss wirken und sie beeinflussen das Phasenverhalten des CO₂ und damit sein Transport- und Injektionsverhalten. Zudem sind die Auswirkungen dieser Begleitstoffe auf das Verhalten des Fluidgemisches im Untergrund und auf geochemische Reaktionen bisher kaum erforscht. Daher sollten im Rahmen von COORAL die Begleitstoffe, die sich beim

• Oxyfuel- Prozess,
• beim Pre-combustion-Verfahren und
• beim Post-combustion-Verfahren

ergeben können, u.a. in Abhängigkeit von der Betriebsweise des Kraftwerks betrachtet und ihre Auswirkungen auf Transport, Injektion und dauerhafte Speicherung untersucht und bewertet werden, um so die gesamte Prozesskette ökologisch und ökonomisch zu optimieren. Die Optimierung war ein iterativer Prozess zwischen den vier Themenfeldern des Verbundprojektes Erzeugung – Transport – Injektion – Dauerhafte Speicherung.

Themenfelder des Verbundprojektes COORAL Quelle: BGR

In COORAL arbeiteten Wissenschaftler der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) , der DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH (DBI), der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg (MLU) und des Instituts für Energietechnik (IET) sowie des Instituts für Thermische Verfahrenstechnik (ITVT) der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) zusammen. Die Aktivitäten der Forschungspartner in den vier Themenfeldern des Projektes COORAL sind im folgenden Schema zusammengefasst:

Informationsfluss innerhalb des Projektes COORAL Quelle: BGR