DE102008034931A1

DE102008034931A1 - Energietransportsystem

Info

Publication number: DE102008034931A1
Application number: DE102008034931A
Authority: DE
Original assignee: BAUDERER THOMAS
Current assignee: BALDUS, OLIVER, 95447 BAYREUTH, DE; BAUDERER, THOMAS, 93197 ZEITLARN, DE
Priority date: 2008-07-26
Filing date: 2008-07-26
Publication date: 2010-04-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Energietransportsystem, dass das bei einer Verbrennung kohlenstoffhaltiger Substanzen anfallende Kohlendioxid wieder in verbrennbare Substanzen umwandelt. Dadurch kann verhindert werden, dass das Kohlendioxid in die Atmosphäre abgegeben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zum Transportieren von erzeugter Energie von einem Ort an einen anderen Ort und insbesondere ein System und Verfahren das als ein Transportmedium Kohlendioxid verwendet.
Stand der Technik
Bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger entsteht Kohlendioxid, das in herkömmlicher Weise in der Regel in die Atmosphäre abgegeben wird. Durch die Anreicherung von Kohlendioxid in der Atmosphäre entsteht der so genannte Treibhauseffekt, der gewaltige Veränderungen des Klimas verursachen kann.
Um die Abgabe von Kohlendioxid in die Atmosphäre zu vermeiden, ist gegenwärtig bekannt, das bei der Verbrennung kohlenstoffhaltiger Energieträger entstehende Kohlendioxid aus den Verbrennungsgasen abzuscheiden und in unterirdischen Kammern oder Kavernen, wie z. B. Bergwerken, zu lagern. Weiter ist bekannt, das entstehende Kohlendioxid in Meerwasser zu lösen oder in Meeren abzulagern.
Die Möglichkeit der unterirdischen Speicherung weist den Nachteil auf, dass das entstehende Kohlendioxid nicht sicher gelagert werden kann, so dass es nicht ausreichend sicher gestellt werden kann, dass das Kohlendioxid dauerhaft in den unterirdischen Lagerstätten verbleibt und nicht in die Atmosphäre entweicht. Weiter ist es bei dieser Möglichkeit ein Nachteil, dass nicht immer entsprechende unterirdische Lagerstätten am Ort der Entstehung des Kohlendioxids vorhanden sind.
Zusätzlich weist die Möglichkeit der Ablagerung oder Lösung des Kohlendioxids in Meeren zusätzlich den Nachteil auf, dass sich der ph-Wert des Meerwassers verändert, wodurch Meereslebewesen und -Pflanzen, wie z. B. Korallen, absterben können und der unterseeische Lebensraum stark beeinflusst oder verändert werden kann.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das Problem der Entsorgung von Kohlendioxid zu lösen, das bei der Verbrennung oder Oxidation von kohlenstoffhaltigen Energieträgern oder Substanzen anfällt.
Die vorliegende Erfindung löst das oben genannte Problem dadurch, dass das bei der Verbrennung oder Oxidation anfallende Kohlendioxid an einem geeigneten Ort wieder in verwertbare, kohlenstoffhaltige Energieträger oder Substanzen umgewandelt wird.
Insbesondere löst die vorliegende Erfindung das Problem durch ein System mit einem ersten Transportmedium, einem zweiten Transportmedium, einer ersten Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln des zweiten Transportmediums in das erste Transportmedium, einer zweiten Umwandlungsvorrichtung zum Umwandeln des ersten Transportmediums in das zweite Transportmedium, einer ersten Transportvorrichtung zum Transportieren des ersten Transportmediums von der ersten Umwandlungsvorrichtung zu der zweiten Umwandlungsvorrichtung, und einer zweiten Transportvorrichtung zum Transportieren des zweiten Transportmediums von der zweiten Umwandlungsvorrichtung zu der ersten Umwandlungsvorrichtung, wobei das erste Transportmedium Kohlendioxid (CO2) umfasst.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des obigen Systems sind in den angehängten Unteransprüchen offenbart.
Weiter löst die vorliegende Erfindung das Problem durch ein Verfahren zum Übertragen von Energie unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Transportmediums mit einem Umwandeln des zweiten Transportmediums in einer ersten Umwandlungsvorrichtung in das erste Transportmedium, einem Umwandeln des ersten Transportmediums in einer zweiten Umwandlungsvorrichtung in das zweite Transportmedium, einem Transportieren des ersten Transportmediums von der ersten Umwandlungsvorrichtung zu der zweiten Umwandlungsvorrichtung, und einem Transportieren des zweiten Transportmediums von der zweiten Umwandlungsvorrichtung zu der ersten Umwandlungsvorrichtung, wobei das erste Transportmedium Kohlendioxid (CO2) umfasst.
Weiter vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den angehängten Unteransprüchen offenbart.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Diagramm, das das System der vorliegenden Erfindung beschreibt.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Bezugszeichen U1 in 1 stellt eine erste Umwandlungsvorrichtung U1 dar, die geeignet ist, das zweite Transportmedium M2 in das erste Transportmedium M1 umzuwandeln, wobei das erste Transportmedium M1 Kohlendioxid (CO2) umfasst. Vorzugsweise wird in der ersten Umwandlungsvorrichtung U1 beim Umwandeln des zweiten Transportmediums M2 in das erste Transportmedium M1 Energie freigesetzt. Die erste Umwandlungsvorrichtung U1 kann zum Beispiel ein Kraftwerk, eine Blockheizkraftwerk, ein Fahrzeug oder eine Brennstoffzelle umfassen. Zusätzlich kann die erste Umwandlungsvorrichtung U1 jede Umwandlungsvorrichtung umfassen, die geeignet ist, das erste Trägermedium M1 unter Entstehung von Kohlendioxid umzuwandeln.
Bezugszeichen M1 stellt das erste Transportmedium M1 dar, das Kohlendioxid umfasst. Weiter kann das erste Transportmedium M1 zusätzlich zu Kohlendioxid weitere Substanzen umfassen. So kann das erste Transportmedium M1 zusätzlich zu Kohlendioxid zum Beispiel Wasser (H2O) oder andere Substanzen umfassen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da dadurch eine Abscheidung von Kohlendioxid aus einem bei einer Verbrennung angefallenen Gemisch von Gasen vermieden werden kann. Jedoch kann das zweite Transportmedium auch im Wesentlichen reines Kohlendioxid umfassen, das bei der Umwandlung in der ersten Umwandlungsvorrichtung U1 abgeschieden wird.
Bezugszeichen T1 stellt eine erste Transportvorrichtung dar, die geeignet ist, das erste Transportmedium M1 von der ersten Umwandlungsvorrichtung U1 zu der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 zu transportieren. Die Transportvorrichtung T1 kann zum Beispiel Rohrleitungen, Schiffe, Lastwagen, Eisenbahnwagen und Flugzeuge umfassen. Zusätzlich umfasst die erste Transportvorrichtung T1 jede beliebige Kombination von Transportvorrichtungen, die einzeln geeignet sind, das erste Transportmedium M1 mit dem entstandenen Kohlendioxid zu transportieren.
Zusätzlich kann das erste Transportmedium M1 oder das zweite Transportmedium M2 vor einem Transport zunächst bei der ersten Umwandlungsvorrichtung U1, bei der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 oder an jedem anderen geeigneten Ort beispielsweise in einem Tank zwischengespeichert werden. So ist es beispielsweise ebenfalls möglich, das bei der Verbrennung von Kraftstoff in Fahrzeugen entstehende Kohlendioxid zunächst in den Fahrzeugen in speziell dafür vorgesehenen Behältern zu speichern und diese zu einem geeigneten Zeitpunkt, wie z. B. beim Tanken von Kraftstoff, zu leeren und das entstandene Kohlendioxid zurückzuführen.
Bezugszeichen U2 bezeichnet eine zweite Umwandlungsvorrichtung U2, die geeignet ist, das erste Transportmedium M1 mit Kohlendioxid in das zweite Transportmedium M2 unter Verwendung des in dem ersten Transportmedium M1 umfassten Kohlendioxids umzuwandeln. Die zweite Umwandlungsvorrichtung U2 verwendet das durch die erste Transportvorrichtung T1 transportierte Kohlendioxid bei der Erzeugung des zweiten Transportmediums M2. Vorzugsweise wird in der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 beim Umwandeln des ersten Transportmediums M1 in das zweite Transportmedium M2 Energie aufgewendet. Diese Energie kann zum Beispiel durch Windenergie, Wasserkraft, Gezeitenkraft, Solarkraft, Geothermie und Atomkraft bereitgestellt werden. Jedoch ist es ebenfalls möglich, jedes Energieerzeugungsverfahren zu verwenden, das geeignet ist, Energie kohlendioxidfrei zu erzeugen. Dadurch kann das erste Transportmedium M1 wieder in das zweite Transportmedium M2 aufgearbeitet oder umgewandelt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da dadurch ein geschlossener Kohlendioxidkreiskauf realisiert werden kann.
Vorzugsweise findet in der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 die Umwandlung des in dem ersten Transportmedium T2 umfassten Kohlendioxids unter Verwendung von Wasserstoff in Kohlenwasserstoffe statt. Diese können Kohlenwasserstoffe, wie zum Beispiel Methan, Ethan und Oktan umfassen. Weiter kann die Umwandlung des ersten Transportmediums M1 in das zweite Transportmedium M2 in der zweiten Umwandlungsvorrichtung nach einem Sabatier-Prozess gemäß der Reaktionsgleichung CO2 + H2→CH4 + H2O stattfinden.
Vorzugsweise wird der bei der Umwandlung der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 verwendete Wasserstoff durch ein Verfahren gewonnen, dass hinsichtlich des geographischen Ortes der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 besonders günstig ist. So kann der verwendete Wasserstoff zum Beispiel aus Sonnenenergie an geographischen Orten erzeugt werden, die eine hohe Sonneneinstrahlung aufweisen. Ebenfalls kann der Wasserstoff aus einer Elektrolyse von Wasser gewonnen werden. Der bei der Elektrolyse von Wasser verwendete Strom kann zum Beispiel aus Windenergie, Wasserkraft, Gezeitenkraft, Solarkraft, Atomkraft und Geothermie erzeugt werden. Jedoch kann der bei der Umwandlung verwendete Wasserstoff ebenfalls durch jedes andere geeignete Verfahren erzeugt werden.
Grundsätzlich kann in der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 jede Umwandlung stattfinden, die das in dem ersten Transportmedium M1 umfasste Kohlendioxid in eine energiereichere, kohlenstoffhaltige Substanz oder Verbindung umwandelt, die das zweite Transportmedium M2 darstellt.
Bezugszeichen M2 stellt das zweite Transportmedium M2 dar, das jede kohlenstoffhaltige Substanz oder jede Kombination kohlenstoffhaltiger Substanzen umfassen kann. Das zweite Transportmedium M2 kann zum Beispiel Alkohole oder Kohlenwasserstoffe oder jede andere kohlenstoffhaltige Verbindung oder Substanz umfassen. Zusätzlich kann das zweite Transportmedium M2 beliebige Mischungen aus kohlenstoffhaltigen Substanzen umfassen. Weiter kann das zweite Transportmedium M2 zusätzlich zu kohlenstoffhaltigen Substanzen weitere nicht-kohlenstoffhaltige Substanzen umfassen, wie z. B. Stickstoff. Zum Beispiel kann das zweite Transportmedium M2 Substanzen umfassen, die bei der Umwandlung in der zweiten Umwandlungsvorrichtung anfallen. Dies ist daher vorteilhaft, da dadurch eine Reinigung der in der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 erzeugten Umwandlungsprodukte entfallen kann.
Bezugszeichen T2 stellt eine zweite Transportvorrichtung dar, die geeignet ist, das zweite Transportmedium M2 von der zweiten Umwandlungsvorrichtung U2 zu der ersten Umwandlungsvorrichtung U1 zu transportieren. Die Transportvorrichtung T2 kann zum Beispiel Rohrleitungen, Schiffe, Lastwagen, Eisenbahnwagen und Flugzeuge umfassen. Zusätzlich umfasst die erste Transportvorrichtung T1 jede beliebige Kombination von Transportvorrichtungen, die einzeln geeignet sind, das zweite Transportmedium M2 mit kohlenstoffhaltigen Substanzen zu transportieren.

Claims

System zum Übertragen von Energie mit – einem ersten Transportmedium (M1); – einem zweiten Transportmedium (M2); – einer ersten Umwandlungsvorrichtung (U1) zum Umwandeln des zweiten Transportmediums in das erste Transportmedium; – einer zweiten Umwandlungsvorrichtung (U2) zum Umwandeln des ersten Transportmediums in das zweite Transportmedium; – einer ersten Transportvorrichtung (T1) zum Transportieren des ersten Transportmediums von der ersten Umwandlungsvorrichtung zu der zweiten Umwandlungsvorrichtung; – einer zweiten Transportvorrichtung (T2) zum Transportieren des zweiten Transportmediums von der zweiten Umwandlungsvorrichtung zu der ersten Umwandlungsvorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Transportmedium Kohlendioxid (CO2) umfasst.
System nach Anspruch 1, wobei das zweite Transportmedium Kohlenwasserstoffe umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei das zweite Transportmedium Methan (CH4) umfasst.
System nach Anspruch 3, wobei die Umwandlung in der zweiten Umwandlungsvorrichtung nach einem Prozess gemäß der Formel CO2 + H2→CH4 + H2O (Sabatier-Prozess) stattfindet.
System nach Anspruch 4, wobei der Wasserstoff (H2) durch ein solartechnisches Verfahren gewonnen wird.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umwandlung in der ersten Umwandlungsvorrichtung ein CO2-erzeugender Prozess ist.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und/oder die zweite Transportvorrichtung Rohrleitungen sind.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Umwandlungsvorrichtung und die zweite Umwandlungsvorrichtung jeweils an einem hinsichtlich des Umwandelns bevorzugten, geographischen Ort stehen.
System nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste und/oder das zweite Transportmedium zwischengespeichert werden.
Verfahren zum Übertragen von Energie unter Verwendung eines ersten und eines zweiten Transportmediums mit – Umwandeln des zweiten Transportmediums in einer ersten Umwandlungsvorrichtung in das erste Transportmedium; – Umwandeln des ersten Transportmediums in einer zweiten Umwandlungsvorrichtung in das erste Transportmedium; – Transportieren des ersten Transportmediums von der ersten Umwandlungsvorrichtung zu der zweiten Umwandlungsvorrichtung; – Transportieren des zweiten Transportmediums von der zweiten Umwandlungsvorrichtung zu der ersten Umwandlungsvorrichtung; dadurch gekennzeichnet, dass das erste Transportmedium Kohlendioxid (CO2) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das zweite Transportmedium Kohlenwasserstoffe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das zweite Transportmedium Methan (CH4) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Umwandeln in der zweiten Umwandlungsvorrichtung nach einem Prozess gemäß der Formel CO2 + H2→CH4 + H2O (Sabatier-Prozess) stattfindet.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Wasserstoff (H2) durch ein solartechnisches Verfahren gewonnen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–14, wobei die Umwandlung in der ersten Umwandlungsvorrichtung ein CO2-erzeugender Prozess ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–15, wobei die erste und/oder die zweite Transportvorrichtung Rohrleitungen sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–16, wobei die erste Umwandlungsvorrichtung und die zweite Umwandlungsvorrichtung jeweils an einem hinsichtlich des Umwandelns bevorzugten, geographischen Ort stehen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10–17, wobei das erste und/oder das zweite Transportmedium zwischengespeichert werden.