Thema:

Stickoxidminderung bei der oszillierenden Verbrennung von Ammoniak als kohlenstofffreiem Energieträger

Forschungsstelle:

Gas- und Wärme-Institut Essen e. V., Dr. Albus

Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Technische Chemie, Prof. Stapf

AiF – Fördernummer: 21858 N

Laufzeit: 01.06.2021 – 31.08.2023

Kurzfassung:

Kurzfassung des Vorhabens
Der Klimawandel ist eine der Herausforderungen des 21. Jahrhunderts, wobei die durch die Verbrennung fossiler Energieträger freigesetzten THG-Emissionen, insbesondere CO2, einen wesentlichen Beitrag zur globalen Erwärmung leisten. NH3 kann als kohlenstofffreier Brennstoff als Alternative neben dem viel diskutierten H2 eine bedeutende Rolle spielen. Bezogen auf Transportvolumina hat H2 einen geringeren spezifischen Heizwert als NH3: NH3 lässt sich bereits bei -33 °C unter Normdruck verflüssigen, was den Transport erheblich vereinfacht. Wird NH3 als Energieträger bei der NH3-Verbrennung eingesetzt, ist mit hohen NOx-Emissionen zu rechnen, aber auch N2O sollte in Betracht gezogen werden, da sein Treibhausgaspotential um den Faktor 298 größer ist als der von CO2. Um kostspielige Investitionen in Abgasnachbehandlungsverfahren (DENOX), wie z. B. SCR-Katalysatoren zu vermeiden, müssen die Primärmaßnahmen voll ausgeschöpft werden. Mit Hilfe einer oszillierenden Fahrweise können die NOx-Emissionen um bis zu 50 % gesenkt werden, was an einer Pilotbrennkammer am KIT für Kohlestaubflammen und am GWI für Erdgas demonstriert wurde. Ziel des Vorhabens ist es, neben einer Gesamtbetrachtung für die Bereitstellung, Transport und Speicherung die Wirtschaftlichkeit der Verbrennung von NH3 unter Weiterentwicklung und Anwendung der oszillierenden Fahrweise zur NOx-Minderung zu bewerten. Diese Betrachtung ist insbesondere für die am Projekt beteiligten KMU sowie weiterer Unternehmen von großem Interesse, weil sie zukünftige Investitionsentscheidungen in die Ammoniaktechnologie zulassen. Der Nutzen für die KMU liegt vor allem in der Entwicklung einer effizienten Technologie der NOx-Minderung und der Möglichkeit, weitere kohlenstofffreie, alternative und erneuerbare Brennstoffe wie NH3 zu nutzen. Die am Projekt beteiligten Firmen profitieren als Erste an den Ergebnissen zur NH3-Bereitstellung, Brenneranpassungen und Betriebserfahrungen und sind für ihr Marktsegmente entsprechende Multiplikatoren.