IronCircle®
Die Stilllegung von Kohlekraftwerken ist wirtschaftlich eine Herausforderung, aber dennoch aus Klimaschutzgründen notwendig. Eisen als Energieträger könnte den bestehenden Anlagen ein zweites Leben geben und gleichzeitig die Stromerzeugung dekarbonisieren. In einem zweistufigen Prozess kann Energie aus erneuerbaren Quellen in Eisenpartikeln eingespeichert, und somit lager- und transportfähig, und später durch Staubfeuerung freigesetzt werden. IronCircle® ist die Antwort des DLR, um dieses Konzept in die Anwendung zu bringen.
Der Schritt der Energiespeicherung besteht in der thermochemischen Reduktion von Eisenoxidpartikeln mit Wasserstoff. Der zugrunde liegende Prozess ist eng mit einem anderen Forschungsthema des Instituts für CO2-arme Industrieprozesse verbunden, nämlich der Dekarbonisierung der Stahlproduktion mit grünem Wasserstoff als Reduktionsmittel. Das Institut bringt seine Erfahrung in der Entwicklung von kinetischen Modellen ein, um Reaktoren für den Reduktionsprozess zu konzipieren. Der zweite Schwerpunkt des IronCircle®-Projekts liegt auf der Verbrennung von Eisenpulvern. Die Betrachtungsebene reicht von kinetischen Fragestellungen über laminare Modellflammen bis hin zur selbsterhaltenden Eisenstaubverbrennung. Dieser schrittweise Ansatz zielt darauf ab, die Umsetzbarkeit der Nachrüstungsoption für Kraftwerke mit Eisen als Brennstoff zu ermitteln.
Das Institut für CO2-arme Industrieprozesse ist Teil des größeren Verbundprojekts Clean Circles, das Eisen als Energieträger für eine klimaneutrale Kreislaufwirtschaft erforscht. Das Projekt Clean Circles umfasst vier miteinander verknüpfte Forschungsbereiche. Die Reduktions- und Oxidationsprozesse bilden die beiden ersten Forschungsbereiche. Dabei wird nicht nur der thermochemische Weg, sondern auch der elektrochemische Weg betrachtet. Die Forschungsbereiche 3 und 4 ergänzen die technischen Betrachtungen mit thermodynamisch-mathematischen Verfahren, Systemanalysen und politisch-ökonomischen Analysen.
Website:
Projektstatus:
- Aktiv – 04.2021 bis 03.2025
Projektpartner:
- Technische Universität Darmstadt
- Hochschule Darmstadt
- Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
- DLR Institut für CO2-arme Industrieprozesse
- Johannes Gutenberg-Universität Mainz (JGU)
- Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH