Kurzbeschreibung
Um volatilen Anteil an Erneuerbaren im Energieversorgungsmix zu erhöhen, wird die Entwicklung effizienter Energiespeichertechnologien immer wichtiger. Anforderungen an solche Technologien sind hohe Flexibilität, hohe Verlustfreiheit und insbesondere Kompaktheit, das heißt möglichst viel Energie bei kleinen Systemvolumina zu speichern. In jüngster Vergangenheit wurde begonnen Chemical Looping Combustion (CLC) für langfristige Energiespeicherung zu erforschen. Vorteil eines CLC-Speichersystems ist das im Gegensatz zu bspw. sensiblen Wärmespeichern, Wärme chemisch über mehrere Tage und Wochen bis Monate verlustfrei gespeichert werden kann. Jedoch wird meistens noch Brennstoffe auf Basis von fossilen Rohstoffen für die CLC Technologie eingesetzt. Das Ziel des Projekts ist es die Möglichkeit der Chemical Looping Combustion - CLC zusammen mit Vakuummembrandestillation-VMD zur „grünen“ NH3-Bereitstellung durch eine innovative Technologiekombination für die Speicherung erneuerbarer Energien nutzbar zu machen. Im Rahmen dieser Sondierung wird ein „Proof of Concept“ eines Ammoniak-Metall-Festbett-CLC-Speicherfunktionsmusters im Labor, sowie am Ende eine erste quantitative Bewertung des techno-ökonomischen Potentials einer derartigen Technologiekombination durchgeführt. Der Innovationsgehalt liegt in der erstmaligen systematischen Potentialerhebung, Evaluierung und Versuchsdurchführung eines Speichersystems mittels CLC Technologie unter Verwendung von „grünem“ Ammoniak, der aus Abwasser und Abfallströmen mittels Vakuummembrandestillationstechnologie - VMD gewonnen wurde. Diese vielversprechende Technologiekombination hat das Potential einen radikalen, branchenübergreifenden Paradigmenwechsel im Vergleich zu bisher in Verwendung befindlichen Speichertechnologien zu bewirken und neue Forschungs- und Entwicklungsprojekte zu initiieren. Am Ende des Sondierungsprojekts werden folgende Ergebnisse vorliegen: • Detaillierter Bericht über reaktionstechnische und thermodynamische Grundabläufe, Massen- und Energiebilanzen des Gesamtsystems CLC/NH3 sowie einer Bewertung des definierten Redox-Systems (Materialeigenschaften) • Definition der Redaktionsbedingten Potentiale und Entwicklung eines Modells der Berechnung der CLC/NH3 Technologie • Experimentelle Ergebnisse aus den Versuchen mit der Vakuummembrandestillation aus verschiedenen Wasserquellen und Wissen über Ammoniakqualität und Konzentrationen und Energieverbrauch • Entwicklung, Testung und „Proof of concept“ CLC/NH3-Speichersystems • Darstellung des technischen, ökologischen und ökonomischen Potentials • Definition der Forschungsfragen für die weiteren Entwicklungsschritte