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CO2 emission reduction in the cement industry by using a solar calciner

Moumin, Gkiokchan und Ryssel, Maximilian und Zhao, Li und Markewitz, Peter und Sattler, Christian und Roeb, Martin und Stolten, Detlef (2020) CO2 emission reduction in the cement industry by using a solar calciner. Renewable Energy, 145, Seiten 1578-1596. Elsevier. doi: 10.1016/j.renene.2019.07.045. ISSN 0960-1481.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148119310651?via%3Dihub#!

Kurzfassung

This paper discusses the techno-economic potential of solar thermal calciner technology in the cement industry. On the basis of a solar calciner test rig built at the German Aerospace Center (DLR), a solar cement plant is designed and the heliostat field is calculated. The energy balance in the solar calciner is analyzed and different scenarios are investigated. The achievable CO2 avoidance rate for solar cement plants for the considered scenarios lies between 14 and 17%. CO2 avoidance costs are 118 EUR/t in a conservative base case and can be as low as 74 EUR/t depending on the chosen direct normal irradiation (DNI), reactor efficiency and solar multiple. A strong impact of the reactor efficiency on the costs was shown. Increasing the reactor efficiency by 15% points reduces the avoidance costs by 26%. Additionally, the CO2 emission reduction potential is calculated for Spain through 2050. It was found that for solar calciners, replacing the fossil fuel in the conventional calciner, emission reductions in the Spanish cement industry range between 2 and 7% by 2050. Implementation of a controlled sequestration of the CO2 in the solar calciner shows a big impact and emission reductions from 8 to 28% can be achieved.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/131129/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:CO2 emission reduction in the cement industry by using a solar calciner
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Moumin, GkiokchanGkiokchan.Moumin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ryssel, MaximilianMaximilian.Ryssel (at) giz.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zhao, LiInstitute of Energy Research – Fuel Cells, FZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Markewitz, PeterFZJNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Stolten, DetlefForschungszentrum JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Januar 2020
Erschienen in:Renewable Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:145
DOI:10.1016/j.renene.2019.07.045
Seitenbereich:Seiten 1578-1596
Verlag:Elsevier
ISSN:0960-1481
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CO2 emissions reduction, Solar cement plant, Solar calciner
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Jülich , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:22 Nov 2019 15:47
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:25

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