Energetische und stoffliche Bilanzierung des technischen Kalkkreislaufes für die Nutzung als erneuerbare Heizung und Direct-Air-Capture Technologie

Abstract

Die vorliegende Arbeit untersucht die energetische und stoffliche Bilanzierung des technischen Kalkkreislaufes als Grundlage eines neuen Konzepts, welches Heizsystem, Langzeitenergiespeicher und Direct Air Capture-Technologie kombiniert. Ziel ist es, zur Dekarbonisierung der Wärmeversorgung beizutragen. Die Untersuchung erfolgt mittels eines simulativen Ansatzes, der in Excel umgesetzt wird. Es werden zwei Transportkonzepte miteinander verglichen sowie Einflussparameter und Sensitivitäten analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die Technologie unabhängig vom gewählten Transportkonzept CO2-negative Wärme bereitstellen kann und gleichzeitig als Langzeitenergiespeicher fungiert. In einer idealisierten Betrachtung können pro bereitgestellter thermischer Kilowattstunde 2,43 kg CO2 aus der Atmosphäre abgeschieden werden. Dieser Wert wird durch die verschiedenen Einflussfaktoren des Konzepts beeinträchtigt und schwankt zwischen 1,44 und 2,21 kg CO2 pro Kilowattstunde thermisch. Das abgeschiedene CO2 weist eine hohe Reinheit auf, sodass es direkt genutzt oder gespeichert werden kann. Die benötigten Kalkmengen hängen maßgeblich davon ab, wie häufig während hoher Wärmebedarfszeiten erneuerbare Energie für eine Zwischenbeladung zur Verfügung steht. Als Fazit lässt sich festhalten, dass das Konzept ein vielversprechender Ansatz ist und einen Beitrag zur Wärmewende leisten kann. Weitere Forschungsarbeiten zur elektrischen Kalzinierung, dem Löschvorgang und der Karbonatisierung könnten die Simulation verbessern. Langfristig könnte sie als Grundlage für erste Abschätzungen hinsichtlich des Energiebedarfes, der Materialmengen und den potenziellen negativen Emissionen in einem Versorgungsgebiet dienen.