Untersuchung des Lastwechselverhaltens eines Slurryreaktors zur Einkopplung von H2 und Produktion von FT-Diesel

Derzeit existiert keine zufriedenstellende, bzw. konkurrenzfähige Technologie zur Speicherung von regenerativem Spitzenstrom.

Der höchste Anteil am Endenergieverbrauch entfiel 2008 in Österreich auf den Verkehr. Er gilt als der am schwierigsten zu dekarbonisierende Sektor und wird derzeit zu 95% aus fossilen Quellen gedeckt. Der Kohlenstoffkonversionsgrad bei der Herstellung von flüssigen Brennstoffen aus erneuerbaren Rohstoffen, oder anderen Brennstoffen beträgt derzeit allerdings höchstens 30%.

Die Partner Güssing Energy Technologies, TU Wien, Repotec und EC Engineering verwenden nun das in den letzten Jahren aufgebaute Wissen, um Wasserstoff aus Spitzenstrom von Windkraftwerken in eine Grundlastkopplungsanlage, bestehend aus einem Biomassevergasungskraftwerk und einer Fischer-Tropsch Synthese einzuspeisen. Die Energie Burgenland AG wird nach erfolgreichem Abschluss der Forschungstätigkeiten eine Großanlage errichten.

Das im Rahmen dieses Projekt zu entwickelnde Konzept sieht vor, dass eine Vergasungsanlage als Grundlast FT-Diesel aus biogenen Reststoffen oder Abfällen erzeugt. In den bis zu 3000 Volllaststunden pro Jahr, in denen Spitzenstrom zur Produktion von Wasserstoff anfällt, wird das aus der FT-Synthese abgetrennte CO2 als Fluidisierungsmedium für die Wirbelschichtvergasung verwendet. Damit verschiebt sich das H2:CO Verhältnis des Synthesegases und die FT-Synthese kann so viel zusätzlichen Wasserstoff aufnehmen, dass sie bei 160% Last betrieben werden kann.

Diese Kopplung erhöht den Kohlenstoffkonversionsgrad auf annähernd 50%. Bei einer BtL-Anlage mit 100 MW Brennstoffwärmeleistung der Biomassevergasung werden beim Kopplungsverfahren ca. 58.000 t/a Biokraftstoffe gegenüber ca. 37.000 t/a ohne die Einkopplung von Wasserstoff erzeugt.

Derzeit belaufen sich die Gestehungskosten von Methan aus PtG-Anlagen auf 330 EUR/MWh. Die Gestehungskosten für Winddiesel nach dem derzeitigen Stand der Technik betragen zwischen 160 und 250 EUR/MWh. Zusätzlich ist der Marktpreis für Diesel im Moment mindestens doppelt so hoch, als der von Erdgas.

Die Entwicklung dieses Verfahrens schließt an die Grundlagenforschung an. Es ist daher absehbar, dass sich die angegebenen Kosten noch verringern werden. Damit könnte im Jahr 2020, wenn die Entwicklung abgeschlossen ist, eine wirtschaftlich vertretbare und sehr effiziente Alternative zur Produktion von hochwertigen Energieträgern verfügbar sein.

Dazu werden im Rahmen dieses Projektes der Slurryreaktor entwickelt und weitere dringend notwendige Analysen durchgeführt.