Solarthermische Wasserstofferzeugung: Prozessentwicklung für den Schwefel-Hybrid-Zyklus

Abstract

Ziel der Diplomarbeit ist es, ein optimiertes Prozessschema für den gemischt solar-nuklear betriebenen Schwefel-Hybrid-Prozess zu erarbeiten und eine Beispielanlage dafür auszulegen. Dabei soll die gezielte Nutzung der Vorteile der jeweiligen Energiequellen einen größeren Gesamtvorteil mit sich bringen. Ein Ranking der möglichen Prozessvarianten und der Varianten hinsichtlich der Einkopplung von Wärme und Strom wurde anhand eines ausführlichen Kriterienkatalogs im Vorfeld bereits durchgeführt. Es ist vorgesehen, unter Nutzung der Simulationssoftware Aspen Plus für die aussichtsreichste Variante ein Prozessschema und anschließend ein detailliertes Prozessflussdiagramm zu entwickeln, um alle Massen- und Energieströme innerhalb des Prozesses abzubilden. Die Optimierung des Schemas und des Prozessflussdiagramms wird iterativ erfolgen hinsichtlich Jahreswirkungsgrad, Betriebssicherheit und Praktikabilität. Für einen Modellstandort wird eine hybrid (solarnuklear) betriebene Anlage auf der Basis des optimierten Flussdiagramms beispielhaft ausgelegt. Die Anlagengröße entspricht gemäß Vereinbarungen mit den Projektpartnern 50 MW bzw. 300 MW thermischer Leistung im Jahresmittel. Die Berechnung der Jahreserträge erlaubt schließlich eine ökonomische Einordnung dieser Technologie und einen Vergleich mit einer rein solar betriebenen Anlage. Unter Umständen macht dies eine Übertragung von statischen Simulationsmodellen auf dynamische notwendig.