Forschungsbericht veröffentlicht: Entwicklung des Kalksteinmehl-Waschverfahrens zur Entfernung von CO2 aus Rauchgasen

Das Verfahren der Carbonat-CO2-Wäsche verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, der eine Chance auf eine breite gesellschaftspolitische Akzeptanz bietet.

Das Verfahren der Carbonat-CO2-Wäsche verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz, der eine Chance auf eine breite gesellschaftspolitische Akzeptanz bietet. Das CO2 wird in dem Verfahren durch die Verwendung von Kalksteinmehl bzw. Kreide (Naturprodukte) in wasserlösliches Calciumhydrogencarbonat (sog. Carbonathärte) überführt. Dazu werden CO2-haltige Abgase, wie z.B. in der Rauchgasentschwefelung, einer Nassabscheidung mittels Kalksteinmehl- oder Kreidesuspension unterzogen. Anstelle von Calciumsulfat bildet sich, analog zur natürlichen Verwitterung des Kalksteins, Calciumhydrogencarbonat. Dieses ist natürlicher Bestandteil limnischer und mariner Gewässersysteme.

In dem abgeschlossenen Forschungsvorhaben sollte das CO2-Waschverfahren (ECO2) mit einer mobilen Demonstrationsanlage optimiert und der Nachweis der positiven ökologischen Effekte erbracht werden.

Es wurde aufgezeigt, dass aufgrund des chemischen Gleichgewichts die Löslichkeit von CO2 in der als Waschmittel verwendeten Kalksteinmehlsuspension auf ca. 1 g/l (abhängig von der Temperatur der Suspension) begrenzt ist. Um in der Praxis wirtschaftlich sinnvolle Abreinigungsraten erreichen zu können, musste das Waschverfahren daher technisch an die besonderen Anforderungen dieses Waschmittels angepasst werden.

Die Demonstrationsanlage wurde als mobile Absorptionseinheit in Kaskadenbauweise konstruiert und im Uniper Kraftwerk Wilhelmshaven unter Praxisbedingungen mit einem Teilstrom des gereinigten Rauchgases getestet. Dabei liegen die Vorteile, die die CO2-Carbonatwäschen gegenüber aminbasierten CCS-Verfahren aufweisen, in den unbedenklichem Inhaltsstoffe des Waschmediums sowie dem einfachen und energetisch günstigem Verfahrensablauf der Carbonatwäsche. Für die Wäsche sind nur Meerwasser, Kalksteinmehl bzw. Kreide und Pumpenenergie erforderlich. Die Energie zur Verpressung des CO2 in den Untergrund entfällt. Als mögliches Hemmnis des neuen Verfahrens wurde der verhältnismäßig große Wasserbedarf identifiziert, der bei Standorten ohne Zugang zu entsprechenden Wasserressourcen erhöhte Investitionskosten bedingen kann.

Der Vergleich zwischen einer Aminwäsche als technisch ausgereiftem Bestandteil eines Konzeptes auf Basis der CCS-Technologie und dem Carbonat-CO2-Waschverfahren (jeweils im Maßstab zur Behandlung von 1000 m3/h Rauchgas) führte zu einem Kostenvorteil der Carbonat-CO2-Wäsche.

Die Analyse der ökologischen Auswirkungen ergab, dass das beim Betrieb der Demonstrationsanlage entstehende Waschwasser bei einer Einleitung in die Jade (Meer)so stark verdünnt wird, dass die Carbonatchemie kaum verändert wird und keine negativen Auswirkungen auf das Ökosystem zu erwarten sind. Ein Großteil des eingeleiteten Kohlenstoffs bleibt über den simulierten Zeitraum von einem Jahr im Meer gespeichert.