COPlasma - mittels Plasma-Reaktor weniger CO2-Emissionen in der Industrie

Verteuerungen am Weltmarkt und die Angst vor Versorgungsengpässen stellen industrielle Produktionsstätten vor grosse Herausforderungen. Insbesondere da, wo grosse Mengen an Wärmeenergie benötigt werden, könnte es in Zukunft problematisch werden. Beispielsweise die Zementindustrie zählt weltweit zu einer der Industrien mit einem extrem hohen Bedarf. Gedeckt wird dieser überwiegend durch die Verbrennung von Abfällen und fossilen Energieträger wie Gas oder Öl. Das Ausbleiben fossiler Treibstofflieferungen oder deren Reduktion kann aber nicht so einfach kompensiert werden. Sie werden mit bis zu 30% Anteil am Verbrennungsgemisch als Regeltreibstoff für einen konstanten Produktionsbetrieb benötigt. Eine weitere Herausforderung: Die Verringerung der CO2 Emissionen. Das CO2 entsteht sowohl bei der Produktion des Zementklinkers, als auch bei der Verbrennung der Treibstoffe.

Am UMTEC wurde, gefördert vom Bundesamt für Energie (BFE), fieberhaft an einer radikal neuen und innovativen Lösung gearbeitet. Diese kann sich nun sehen lassen: Ein eigens entwickelter Plasmareaktor der mit kalter Plasmatechnologie aus Strom nachhaltigen Brennstoff erzeugt.

Radikal anders

Im wahrsten Sinne des Wortes. Anstelle einer traditionell Wärme getriebenen Prozessführung, werden im Plasmareaktor hohe elektrische Felder verwendet, um Moleküle und Atome in ihre Bestandteile zu zerlegen. Dadurch ist es möglich, nur mit elektrischem Strom, das reaktionsträger CO2-Molekül zu einer Umwandlung zu bewegen. Wärmeverluste werden somit vermieden und die Prozesseffizienz steigt. Die ablaufenden Mechanismen sind meistens – radikalisch.

Zwei Fliegen mit einer Klappe

Der Vorteil der Plasma Lösung liegt nicht nur in der stufenlos regelbaren und verzögerungsfreien Bereitstellung eines CO/O2 Brennstoffgemisches auf Knopfdruck, sondern auch bei den dabei eingesparten und nicht emittierten Mengen an klimaschädlichem CO2. Das eigentliche Abfallprodukt der Klinkerherstellung CO2 wird somit zum wiederverwendbaren und wertvollen Energieträger -sozusagen "Zwei Fliegen mit einer Klappe".

Guter Umsatz und hohe Energieeffizienz

Mit ca. 30% Umsatz und einer Energieeffizienz von fast 60% (Plasmaleistung zu Brennstoffoxidation) ist die Plasmatechnologie bereits jetzt auf Augenhöhe mit aktuellen Power-to-X Technologien, wie beispielsweise der Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse oder der Herstellung künstlicher Treibstoffe über katalytische CO2 Umwandlung.

Ausgezeichnet

Die Stiftung zur Förderung und Unterstützung technologieorientierter Unternehmungen Rapperswil (kurz: Stiftung FUTUR) hat das Forschungsprojekt und dessen Erfolge am 16. Juni 2022 mit dem Hauptpreis gewürdigt. Das Projekt ist somit ausgezeichnet!

FUTUR Medienmitteilung

Weiteres Entwicklungspotential

Die Stromkosten der Brennstoffproduktion werden derzeit auf gute 120 CHF/MWh geschätzt. Zirka 200 CHF kostet es somit, eine Tonne CO2 zu Brennstoff umzuwandeln. Obwohl dies schon hervorragende Zahlen sind, ist noch Luft nach Oben. In weiteren Arbeiten soll es mittels innovativen Materiallösungen gelingen Umsätze zu steigern, Effizienten zu erhöhen und Produktionskosten zu erniedrigen.