CO2-neutral brint fra biomasse

Uden fossile brændstoffer, der kan ikke være nogen højovnsproces – men brint kan spille en vigtigere rolle i fremtiden. En miljøvenlig proces er ved at blive udviklet på TU Wien, hvor biomasse kan bruges til at producere en brintrig gas, som derefter kan anvendes på forskellige måder i jern- og stålindustrien. TU Wien og voestalpine sigter nu mod at udføre yderligere fælles forskning i emnet. Den langsigtede vision er en vedvarende energikilde, solidt forankret i designet af et integreret jern- og stålværk.

To gasstrømme:brint her, kuldioxid der

I en proces udviklet på TU Wien, biomasse omdannes ved høje temperaturer på en måde, der producerer to separate gasstrømme:en brintrig producentgas og en CO2-rig affaldsgas. Dette er kendt som en biomassereformeringsproces og er muliggjort ved brug af kalk i et specielt fluidiseret lejesystem. I et integreret stålværk, der kombinerer de mange produktions- og efterbehandlingstrin fra råjern til det færdige stålprodukt, det ville være muligt at anvende den brintrige produktionsgas i forskellige produktionsstadier. Som en vedvarende energikilde, dette ville være et miljøvenligt alternativ til naturgas. På samme tid, Der forskes også i affaldsgasstrømmen. Under den nye proces, den CO2, som den indeholder, er beriget og kan dermed effektivt udskilles eller underkastes yderligere forarbejdning.

"Fra et kemisk synspunkt, det vigtige reaktive trin i højovnsprocessen er reduktionen af ​​jernmalmen, " forklarer Johannes Schmid, Projektleder på TU Wien's Institute of Chemical Engineering. "I naturmalmen, jern er til stede i form af jernoxid, så iltatomerne skal først adskilles fra jernatomerne."

I denne reduktionsproces, kulstoffet i koks, og især det resulterende kulilte, spiller en nøglerolle. Op til en vis andel, imidlertid, brint kan også tjene som et muligt reduktionsmiddel. Hele proceskæden, fra produktion og integration af brintgas fra vedvarende kilder til dens anvendelse i højovne, vil kræve yderligere forskning i fremtiden. "Vi kan i hvert fald vise, at en reduktionsgas kan opnås fra biomasse ved hjælp af en ny proces, "forklar Florian Benedikt, Josef Fuchs og Stefan Müller, der arbejder på projektet. "Ifølge vores målinger, i princippet er vores produktionsgas en passende yderligere biogen energikilde. Gaskvaliteten svarer mindst til den, som voestalpine allerede bruger i dag til forskellige forarbejdningstrin i et integreret jern- og stålværk. "

Kuldioxidudnyttelse:endnu bedre end CO2-neutral

Den anden gasstrøm produceret i TU Wiens biomassereformproces indeholder CO2. Hvis kuldioxiden i sidste ende frigives til miljøet, dette lukker kulstofkredsløbet:det eneste, der frigives, er den CO2, der tidligere blev lagret som biomasse i de anlæg, der er blevet brugt. Hvis CO2 ikke frigives til miljøet, men forarbejdes videre, så har processen et endnu bedre CO2-fodaftryk:Dette er kendt som en 'emission under nul'.

Vision:implementering af vedvarende energikilder i produktionsprocesser

Prof. Hermann Hofbauer glæder sig over de opnåede resultater:"Implementeringen af ​​vedvarende energikilder i en ressourcekrævende proces som stålproduktion udgør en stor udfordring. Forskningsprojektet med voestalpine om dette emne er derfor et vigtigt fyrtårnsprojekt for vores forskningsgruppe. " For at optimere biomassereformprocessen, et stort forskningsanlæg, med en samlet højde på syv meter, blev bygget mellem 2013 og 2015 på TU Wien. "Kun en sådan facilitet kan give os de meningsfulde resultater, der giver os mulighed for at designe store industrielle demonstrationsinstallationer, " siger Hofbauer.

"Vores resultater viser os, at det er teknisk muligt, " forklarer Johannes Schmid. "For biomasse af høj kvalitet såsom træflis, selvom, det er ikke muligt økonomisk at illustrere mulighederne for anvendelse under de nuværende forhold. Derfor er yderligere intensiv forskning nødvendig, så vi også kan gøre det muligt at bruge billige biogene råvarer." Udover brintgenerering ved hjælp af en elektrolyseproces, teknologien tilbyder også et andet muligt grønt alternativ til stålproduktion på lang sigt.