Verfahrensentwicklung für SOFC-Hybridkraftwerke mit integrierter Kohlevergasung

Kurzfassung

Zielsetzung des abgeschlossenen DLR-Forschungsvorhabens war es, die Einsatzmöglichkeiten von Kohlegas als Brennstoff in Hochtemperaturbrennstoffzellen zu untersuchen. Wesentliche Aspekte sind dabei die Prozessgasaufbereitung und die CO2-Abtrennung. In dieser Arbeit wurden Simulationen verschiedener Kohlekraftwerkskonzeptionen mit integrierter Vergasung mit der Prozesssimulationssoftware Aspen PlusTM durchgeführt. Das für Detailuntersuchungen zugrunde gelegte Basiskonzept unterscheidet sich gegenüber dem kommerziell genutzten GuD-Prozess mit integrierter Vergasung (IGCC) durch die Integration einer Festelektrolyt-Brennstoffzelle (SOFC) und die Anpassung des Kraftwerksprozesses. Als Varianten werden verschiedene Möglichkeiten der Kraftwerkskonfiguration und der Prozessgasaufbereitung betrachtet. Die unterschiedlichen Prozessvarianten werden miteinander verglichen und hinsichtlich Wirkungsgrad und verbleibender spezifischer CO2-Emmisionen bewertet. Dabei ergeben sich beträchtliche energetische Vorteile für die Prozessgasaufbereitung durch einen Wasser-Gas-Shift-Reaktor, sowohl mit als auch ohne CO2-Abtrennung.