SOFC-Hybridkraftwerk mit integrierter Kohlevergasung: Prozessvarianten und Möglichkeiten der CO₂-Abtrennung

Kurzfassung

Zielsetzung des laufenden DLR-Forschungsvorhabens ist es, die Einsatzmöglichkeiten von Kohlegas als Brennstoff in Hochtemperaturbrennstoffzellen zu untersuchen. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Prozessgasaufbereitung durch einen Wasser-Gas-Shift-Reaktor und CO₂-Abtrennung. In dieser Arbeit werden 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 Brennstoffzelle und der Anpassung des Kraftwerks¬prozesses. 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.