Klimawandel
Linde Magazin: Die CO2 Manager
„Fossile Energieträger werden noch für Jahrzehnte unsere dominierende Ressource bleiben, um die globale Energieversorgung sicherzustellen“ - davon ist Prof. Dr. Wolfgang Reitzle, Vorstandsvorsitzender der Linde AG, überzeugt. Ein umfassendes, effizientes und sicheres Management von Kohlendioxid sei daher erforderlich. Mit welchen Technologien die Linde Group dazu ihren Beitrag leistet, schildert die Ausgabe 1.10 des Magazins „Linde-Technology“ mit dem Titelthema „Die CO2-Manager“.
21.09.2010
Ausgabe 1.10 des Magazins Linde Technology. Titelthema: „Die CO2 Manager“.
Unter dem Titelthema „Die CO2 Manager“ präsentiert das Magazin Technologien der Linde Group, die den „Übergang zu neuen Formen der Energieerzeugung und -nutzung so klimaschonend wie möglich“ gestalten sollen. Der Fokus liegt dabei vor allem auf der Abtrennung und Umwandlung von Kohlendioxid sowie auf der Reduktion von Treibhausgasen.
Im Kapitel „Klimaschutz und Kohlekraft“ beschäftigt sich das Magazin mit den Technologien zur CO2-Abscheidung. „Carbon Capture and Storage“ (CCS) lautet hier der Überbegriff. Dieser umfasst verschiedene Verfahren zur Abtrennung von CO2 in Kraftwerken sowie zur Speicherung des Treibhausgases. Im Rahmen des CCS-Programms fördert die EU sechs Projekte zur Erforschung und Entwicklung der entsprechenden Technologien. Daran will sich Linde beteiligen und bewirbt sich bei ausgewählten Projekten als Partner. Der Konzern selbst beschäftigt sich seit einiger Zeit mit dem Oxyfuel Ansatz zur CO2-Abtrennung. Dabei wird die Kohle mit reinem Sauerstoff verbrannt, so dass sich das CO2 leichter abtrennen lässt. Hier engagiert sich Linde in der Optimierung von Prozessen zur Sauerstofferzeugung. Ein Beispiel ist die Luftzerlegung: Dabei wird vor dem Kessel der Stickstoff aus der Luft entfernt, so dass die Kohle mit einem Sauerstoff-CO2-Gemisch verbrennt. Dieses Verfahren wendet zum Beispiel Vattenfall in seiner Pilotanlage Schwarze Pumpe in Brandenburg an. Als Partner des Energieunternehmens erprobt Linde hier die Anpassung der Sauerstoffproduktion an die Stromerzeugung. Diese muss aufeinander abgestimmt sein, damit nicht zu viel Sauerstoff verpufft. Alternativ erforscht und testet Linde auch den Ceramic Autothermal Recovery (CAR) Prozess, bei dem erhitzte Luft durch sogenannte „Perowskit-Pellets“ geleitet wird. Diese speichern den Sauerstoff und lassen andere Spurengase passieren. Der Sauerstoff kann anschließend durch CO2 oder Dampf herausgelöst und in die Brennkammer des Kraftwerks geleitet werden. 2006 baute Linde in einem Projekt des Department of Energy der USA eine CAR-Testanlage.
Ebenso verfolgt Linde den Post-Combustion-Ansatz, bei dem Kohlendioxid erst nach der Verbrennung aus dem Rauchgas getrennt wird. Auf Grundlage dessen ist die Linde-Tochter Linde-KCA-Dresden eine Kooperation mit der BASF eingegangen: Gemeinsam vermarkten sie im Nahen und Mittleren Osten eine Technologie, mit der CO2 aus den Rauchgasen „herausgewaschen“ wird. Eine ähnliche Partnerschaft betreibt Linde mit Mitsubishi Heavy Industries. Darüber hinaus arbeitet Linde auch mit RWE npower zusammen. Denn RWEnpower verfolgt den Ansatz, die verschiedenen Strategien zur CO2-Reduzierung im Kraftwerk zu kombinieren.
CO2 für Blaualgen zur Bioethanol-Produktion
Mit der Umwandlung von CO2 beschäftigt sich Linde dagegen im Bereich der Gewinnung von Bioethanol aus Blaualgen, auch bekannt als Cyanobakterien. Diese ernähren sich aus der Luft in dem sie CO2 schlucken und Sauerstoff wieder ausstoßen. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und sind außerdem in der Lage, Substanzen wie Kohlenhydrate, Lipide und Aminosäuren zu bilden - aber auch Bioethanol. Der Alkohol kann als Kraftstoff oder Rohstoff in der chemischen Industrie dienen. Linde kooperiert in dieser Sache mit dem Unternehmen Algenol Biofuels, das sich intensiv mit der Bioethanol-Gewinnung aus Cyanobakterien beschäftigt. Im Rahmen eines 2009 gestarteten, gemeinsamen Projekts befasst sich Linde mit der Identifizierung von CO2-Quellen sowie dem Abtrennen, Reinigen und Transportieren des Algenfutters. Geeignet seien dafür zum Beispiel Abgase aus Kohlekraftwerken, sagt Dr. Mathias Mosertz, Bioverfahrenstechniker und Green Power Manager bei Linde. „Ziel ist es, die Abgase nur soweit aufzureinigen, dass die Mikroorganismen nicht zu Grunde gehen“. Denn die CO2-Bilanz des gesamten Prozess muss so gering wie möglich gehalten werden, damit das Verfahren ökologisch und ökonomisch rentabel bleibt.
Treibhausgase bei Herstellung von Solarmodulen reduziert
Das Ziel der Reduktion von Treibhausgasen verfolgt Linde Electronics in der Entwicklung einer umweltschonenden Herstellung von Dünnschicht-Solarmodulen. Für deren Produktion wird in den meisten Fällen Stickstofffluorid (NF3) verwendet. Dessen „Global-Warming-Potential“ sei rund 17.000-mal größer als das von Kohlendioxid, so schreibt es das Magazin. Dabei wird NF3 nur zur Reinigung der Dünnschichtanlagen genutzt. „Bis vor kurzem gab es keine umweltfreundliche Alternative“, so Andreas Weisheit von Linde Electronics. Doch gemeinsam mit den Photovoltaik-Firmen Malibu und Masdar PV gelang es in Pilotanlagen, das NF3 durch klimaneutrales Fluor (F2) zu ersetzen. „Dieser Herstellungsprozess ist sogar noch kostengünstiger und schneller“, erklärt Weisheit. Linde lieferte hierbei die Kernkomponente: Einen Fluor-Generator, mit dem reines Fluor für den Reinigungsprozess erzeugt wird. Diese Technik sei etabliert, da sie seit zehn Jahren zur Reinigung in der Computerchip-Industrie eingesetzt wird, so Weisheit.
Das Magazin behandelt unter dem Titelthema „Die CO2 Manager“ außerdem die Verwendung von CO2 für Kohlensäure in Getränken sowie den Einsatz von CO2 Schnee zur umweltfreundlichen Reinigung von Metall- und Kunststoffoberflächen. Darüber hinaus erklärt es, wie das Treibhausgas für Gewächshauspflanzen genutzt wird, oder wie ein Gasetauschhandel unter dem Meer stattfinden kann. Linde widmet sich im aktuellen Magazin aber auch dem Einsatz von anderen Gasen: Wie zum Beispiel dem Gasegemisch Heliox, das bei Atemnot hilft und bereits in verschiedenen Kliniken eingesetzt wird. Das Unternehmen berichtet zudem über die Verbesserung von bleifreien Lötprozessen bei Mobiltelefonen durch den Einsatz von Stickstoff. Weitere Themen sind die Nutzung von Spezialgasen zum Schutz von Lebensmittel vor Schädlingsbefall, der Einsatz von Sauerstoff in der Stahlbranche sowie die Verwendung mobiler Gewächshäuser für Rasenflächen in Fußballstadien.
Im Kapitel „Klimaschutz und Kohlekraft“ beschäftigt sich das Magazin mit den Technologien zur CO2-Abscheidung. „Carbon Capture and Storage“ (CCS) lautet hier der Überbegriff. Dieser umfasst verschiedene Verfahren zur Abtrennung von CO2 in Kraftwerken sowie zur Speicherung des Treibhausgases. Im Rahmen des CCS-Programms fördert die EU sechs Projekte zur Erforschung und Entwicklung der entsprechenden Technologien. Daran will sich Linde beteiligen und bewirbt sich bei ausgewählten Projekten als Partner. Der Konzern selbst beschäftigt sich seit einiger Zeit mit dem Oxyfuel Ansatz zur CO2-Abtrennung. Dabei wird die Kohle mit reinem Sauerstoff verbrannt, so dass sich das CO2 leichter abtrennen lässt. Hier engagiert sich Linde in der Optimierung von Prozessen zur Sauerstofferzeugung. Ein Beispiel ist die Luftzerlegung: Dabei wird vor dem Kessel der Stickstoff aus der Luft entfernt, so dass die Kohle mit einem Sauerstoff-CO2-Gemisch verbrennt. Dieses Verfahren wendet zum Beispiel Vattenfall in seiner Pilotanlage Schwarze Pumpe in Brandenburg an. Als Partner des Energieunternehmens erprobt Linde hier die Anpassung der Sauerstoffproduktion an die Stromerzeugung. Diese muss aufeinander abgestimmt sein, damit nicht zu viel Sauerstoff verpufft. Alternativ erforscht und testet Linde auch den Ceramic Autothermal Recovery (CAR) Prozess, bei dem erhitzte Luft durch sogenannte „Perowskit-Pellets“ geleitet wird. Diese speichern den Sauerstoff und lassen andere Spurengase passieren. Der Sauerstoff kann anschließend durch CO2 oder Dampf herausgelöst und in die Brennkammer des Kraftwerks geleitet werden. 2006 baute Linde in einem Projekt des Department of Energy der USA eine CAR-Testanlage.
Ebenso verfolgt Linde den Post-Combustion-Ansatz, bei dem Kohlendioxid erst nach der Verbrennung aus dem Rauchgas getrennt wird. Auf Grundlage dessen ist die Linde-Tochter Linde-KCA-Dresden eine Kooperation mit der BASF eingegangen: Gemeinsam vermarkten sie im Nahen und Mittleren Osten eine Technologie, mit der CO2 aus den Rauchgasen „herausgewaschen“ wird. Eine ähnliche Partnerschaft betreibt Linde mit Mitsubishi Heavy Industries. Darüber hinaus arbeitet Linde auch mit RWE npower zusammen. Denn RWEnpower verfolgt den Ansatz, die verschiedenen Strategien zur CO2-Reduzierung im Kraftwerk zu kombinieren.
CO2 für Blaualgen zur Bioethanol-Produktion
Mit der Umwandlung von CO2 beschäftigt sich Linde dagegen im Bereich der Gewinnung von Bioethanol aus Blaualgen, auch bekannt als Cyanobakterien. Diese ernähren sich aus der Luft in dem sie CO2 schlucken und Sauerstoff wieder ausstoßen. Damit leisten sie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und sind außerdem in der Lage, Substanzen wie Kohlenhydrate, Lipide und Aminosäuren zu bilden - aber auch Bioethanol. Der Alkohol kann als Kraftstoff oder Rohstoff in der chemischen Industrie dienen. Linde kooperiert in dieser Sache mit dem Unternehmen Algenol Biofuels, das sich intensiv mit der Bioethanol-Gewinnung aus Cyanobakterien beschäftigt. Im Rahmen eines 2009 gestarteten, gemeinsamen Projekts befasst sich Linde mit der Identifizierung von CO2-Quellen sowie dem Abtrennen, Reinigen und Transportieren des Algenfutters. Geeignet seien dafür zum Beispiel Abgase aus Kohlekraftwerken, sagt Dr. Mathias Mosertz, Bioverfahrenstechniker und Green Power Manager bei Linde. „Ziel ist es, die Abgase nur soweit aufzureinigen, dass die Mikroorganismen nicht zu Grunde gehen“. Denn die CO2-Bilanz des gesamten Prozess muss so gering wie möglich gehalten werden, damit das Verfahren ökologisch und ökonomisch rentabel bleibt.
Treibhausgase bei Herstellung von Solarmodulen reduziert
Das Ziel der Reduktion von Treibhausgasen verfolgt Linde Electronics in der Entwicklung einer umweltschonenden Herstellung von Dünnschicht-Solarmodulen. Für deren Produktion wird in den meisten Fällen Stickstofffluorid (NF3) verwendet. Dessen „Global-Warming-Potential“ sei rund 17.000-mal größer als das von Kohlendioxid, so schreibt es das Magazin. Dabei wird NF3 nur zur Reinigung der Dünnschichtanlagen genutzt. „Bis vor kurzem gab es keine umweltfreundliche Alternative“, so Andreas Weisheit von Linde Electronics. Doch gemeinsam mit den Photovoltaik-Firmen Malibu und Masdar PV gelang es in Pilotanlagen, das NF3 durch klimaneutrales Fluor (F2) zu ersetzen. „Dieser Herstellungsprozess ist sogar noch kostengünstiger und schneller“, erklärt Weisheit. Linde lieferte hierbei die Kernkomponente: Einen Fluor-Generator, mit dem reines Fluor für den Reinigungsprozess erzeugt wird. Diese Technik sei etabliert, da sie seit zehn Jahren zur Reinigung in der Computerchip-Industrie eingesetzt wird, so Weisheit.
Das Magazin behandelt unter dem Titelthema „Die CO2 Manager“ außerdem die Verwendung von CO2 für Kohlensäure in Getränken sowie den Einsatz von CO2 Schnee zur umweltfreundlichen Reinigung von Metall- und Kunststoffoberflächen. Darüber hinaus erklärt es, wie das Treibhausgas für Gewächshauspflanzen genutzt wird, oder wie ein Gasetauschhandel unter dem Meer stattfinden kann. Linde widmet sich im aktuellen Magazin aber auch dem Einsatz von anderen Gasen: Wie zum Beispiel dem Gasegemisch Heliox, das bei Atemnot hilft und bereits in verschiedenen Kliniken eingesetzt wird. Das Unternehmen berichtet zudem über die Verbesserung von bleifreien Lötprozessen bei Mobiltelefonen durch den Einsatz von Stickstoff. Weitere Themen sind die Nutzung von Spezialgasen zum Schutz von Lebensmittel vor Schädlingsbefall, der Einsatz von Sauerstoff in der Stahlbranche sowie die Verwendung mobiler Gewächshäuser für Rasenflächen in Fußballstadien.
Quelle: UD
