WO2013034130A4 - Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie - Google Patents

Ökologische sequestrierung von kohlendioxid / vermehrung der durch biomasse erzielbaren bioenergie Download PDF

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Abstract

Biomasse wird, anstatt sie zur Energieerzeugung direkt zu verbrennen, nach bekannten Verfahren unter Einwirkung mit Wasserdampf über Kohlenmonoxid-Wasserstoff-Mischung (Synthesegas genannt) als Zwischenstufe in Wasserstoff und Kohlendioxid zerlegt. Kohlendioxid wird gespeichert/sequestriert und der Wasserstoff wird zur Energieerzeugung verwendet. Die Übertragung der Bioaktivität kann auch innerhalb desselben Prozesses erfolgen, indem eine Mischung aus Biomasse und fossilem Brennstoff (z.B. Holz und Kohle) zu Kohlendioxid und Wasserstoff zerlegt wird. Dann wird der Wasserstoff mit der Hälfte des gebildeten Kohlendioxid zu Methan umgesetzt und das restliche Kohlendioxid wird gespeichert. Gespeichertes Kohlendioxid und erzeugtes Methan besitzen jeweils zur Hälfte biologischen und fossilen Kohlenstoff. Überträgt man die Bioaktivität des gespeicherten Bio-Kohlendioxid auf den fossilen Kohlenstoff im Methan, so erhält man mit einer entsprechenden Mischung aus Holz und Kohle 100% Biomethan. Auch hier kann aus Kohle-Holz-Mischungen bis zu 100% Biomethan erhalten werden. Durch das Aufaddieren des aus überschüssiger elektrischer Energie gewonnenen Wasserstoffes auf den Biokohlenstoff wird hier die Bioenergie bezogen auf die eingesetzte Biomasse sogar vervierfacht. Wichtig für eine nachvollziehbare Ökobilanz bei solchen Mischungen ist, den Bio-Anteil in den beiden Endprodukten gespeichertes Kohlendioxid und erzeugtes Methan, quantitativ zu bestimmen. Hierzu bedient man sich z.B. der Radiokarbon(C14)-Methode.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE beim Internationalen Büro eingegangen am 19 Juni 2013 (19.06.2013)
1. Verfahren zur Herstellung einer Biomethan enthaltenden
Methanmischung, in dem
i) zu fossilem Kohlenstoff Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs
(Biomasse) hinzugefügt wird; und
ii) beide zu einer Mischung aus Kohlendioxid und Wasserstoff vergast werden; und
iii) ein Teil des Kohlendioxids gespeichert oder sequestriert wird; und
iv) ein anderer Teil des Kohlendioxids mit Wasserstoff zu Methan umgesetzt wird; und
v) sowohl im gespeicherten oder sequestrierten Kohlendioxid als auch im gebildeten Methan die Menge an Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs nach der Radiokarbon -Methode bestimmt wird.
2. Verfahren zur Herstellung einer Biomethan enthaltenden
Methanmischung, in dem
i) zu fossilem Kohlenstoff Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs
(Biomasse) hinzugefügt wird; und
ii) beide zu Synthesegas (einer Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff) vergast werden; und
iii) ein Teil des Kohlenmonoxids des Synthesegases zu
Kohlendioxid umgesetzt wird; und
iv) das Kohlendioxid gespeichert oder sequestriert wird; und v) ein anderer Teil des Kohlenmonoxids des Synthesegases mit Wasserstoff zu Methan umgesetzt wird; und
vi) sowohl im gespeicherten Kohlendioxid als auch im gebildeten Methan die Menge an Kohlenstoff pflanzlichen Ursprungs nach der Radiokarbon-Methode bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, in dem
iii) ein Teil des Kohlenmonoxids des Synthesegases durch
Verbrennung/ Verstromung zu Kohlendioxid umgesetzt wird; und rv) das Kohlendioxid aus den Rauchgasen abgetrennt und
gespeichert oder sequestriert wird; und
v) ein anderer Teil des Kohlenmonoxids des Synthesegases mit Wasserstoff zu Methan umgesetzt wird, wobei dafür zusätzlich benötigter Wasserstoff durch Wasserelektrolyse hergestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei das Kohlenmonoxid oder das Synthesegas in zwei aufeinanderfolgenden Betriebsphasen
1) verbrannt/verströmt wird, oder
2) mit durch Wasserelektrolyse zusätzlich hergestelltem Wasserstoff zu Methan umgesetzt wird;
wobei in der Betriebsphase 1 elektrische Energie erzeugt wird und in der Betriebsphase 2 elektrische Energie in Form von methanisiertem
Wasserstoff gespeichert wird .
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin als Kohlenstoff
pflanzlichen Ursprungs Holz hinzugefügt wird.
23
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin als Kohlenstoff fossilen Ursprungs Kohle eingesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin mindestens die
Hälfte des insgesamt eingesetzten Kohlenstoffes fossilen Ursprungs ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Vergasung des Kohlenstoffes thermisch durch Umsetzung von Kohlenstoff mit
Wasserdampf erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, worin bei der Verbrennung/ Verstromung von Kohlenmonoxid oder Synthesegas Methan oder Erdgas zugesetzt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 9, worin der bei der
Verbrennung/ Verstromung in den Rauchgasen gebildete Wasserdampf kondensiert und als Speisewasser in der Wasserelektrolyse eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das bei der
Umsetzung von Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid mit Wasserstoff gebildete Wasser als Speisewasser bei der Wasserelektrolyse eingesetzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11 , worin der bei der
Wasserelektrolyse gebildete Sauerstoff gesammelt und bei der
Verbrennung von Kohlenmonoxid oder Synthesegas anstelle der
Verbrennungsluft eingesetzt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin das erzeugte
Methan in eine Erdgasleitung oder das Erdgasnetz eingeleitet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die Kapazität einer als Kohlendioxidspeicher verwendeten Lagerstätte erhöht wird, indem in der Lagerstätte zunächst noch vorhandenes Erdgas mit Wasserstoff verdrängt wird und erst dann das zu speichernde Kohlendioxid eingeleitet wird und den Wasserstoff verdrängt.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14, umfassend
1) Kraftwerk/Gaskraftwerk;
2) Vorrichtung zur Kohlevergasung;
3) Vorrichtung zur Wasserelektrolyse;
4) Vorrichtung zur Hydrierung von Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid;
5) Transformator und Anschluss an das Hochspannungsnetz;
6) Anschluss an das Erdgasnetz;
7) Vorrichtung zur Bestimmung des Kohlenstoffisotops C14 in
Kohlendioxid oder Methan.
24
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
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