// OxyCO2 - Oxyfuelverbrennung von Klärschlamm mit Elektrolyse-O2 zur Nutzung des CO2 in Power-to-X-Prozessen

Kohlenstoffhaltige eFuels und eChemicals stellen aufgrund ihrer hohen Energiedichte eine vielversprechende Option zur Speicherung von erneuerbarem Strom dar. Bei P2X-Anwendungen wird die Verwendung von Sauerstoff aus der Wasserelektrolyse bisher kaum betrachtet. Dabei kann Elektrolyse-Sauerstoff für die nachhaltige CO2-Bereitstellung aus Biomassen in sogenannten BECCS- / BECCU-Verfahren[1] genutzt werden.

Das vom BMWK im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms (Förderschwerpunkt „Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe“) geförderte Vorhaben OxyCO2 sieht die Kopplung einer Elektrolyse mit einer Wirbelschichtfeuerung vor. Dabei soll der Sauerstoff aus der Elektrolyse effizient zur Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlämmen genutzt werden. Aus der Verbrennung entsteht dann Kohlendioxid, das zusammen mit Elektrolyse-Wasserstoff zur Methanol Herstellung genutzt werden kann. Dabei ermöglicht die Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlämmen nicht nur die Schließung des Kohlenstoffkreislaufes, sondern auch das Phosphor-Recycling aus den entstehenden Verbrennungsaschen.

Gemeinsam mit Partnern werden sowohl die partielle als auch die vollständige Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlämmen in einer bestehenden Wirbelschicht-Technikumsanlage am ZSW untersucht. Dabei wird der innovative Wirbelschicht-Prozess auch hinsichtlich der Phosphor-Rückgewinnung bewertet. Weiterhin soll die Aufbereitung des CO2 auf Synthesequalität aus dem Oxyfuel-Rauchgasstrom experimentell gezeigt werden. Durch die hohen CO2-Anteile im erzeugten Oxyfuel-Rauchgas kann der Aufwand für die CO2-Abtrennung (Amin-Wäsche) für die anschließende Erzeugung von eMeOH erheblich reduziert werden. Weitere Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung und Wärmeintegraton werden durch die Prozess-Simulation der gesamten Verfahrenskette ermittelt.

[1] BECCS / BECCU: bio-energy conversion with carbon capture and storage / utilization