Vakuumlösungen für Technologien zur Kohlenstoffabscheidung
Intelligente Vakuumsysteme ermöglichen den Ausbau von Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung
Vakuumlösungen zur Kohlenstoffabscheidung
Der Klimawandel kann nicht länger ignoriert werden. Der Anstieg der CO2-Konzentration in der Atmosphäre, der durch unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verursacht wird, ist einer der Hauptgründe für die globale Erwärmung. Durch die wachsende Industrie sowie unseren Öl-, Kohle- und Erdgasverbrauch wird CO2 freigesetzt, das seit Millionen Jahren eingeschlossen war. Um dem entgegenzuwirken, werden weltweit Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) entwickelt. Diese Technologien zielen darauf ab, die CO2-Emissionen zu reduzieren und sogar die vorhandene CO2-Konzentration in der Atmosphäre zu senken. Das Hauptziel besteht darin, CO2 aus den Emissionen von Anlagen oder direkt aus der Luft zu gewinnen und entweder als Ersatz für fossile Brennstoffe zu verwenden oder zu speichern, um die CO2-Konzentration in der Atmosphäre zu reduzieren.
Technologien zur Kohlenstoffabscheidung, -nutzung und -speicherung (Carbon Capture, Utilization and Storage, CCUS) sind die Antwort auf einige der größten Herausforderungen der Welt:
- Abscheidung von CO2
- Verwendung von CO2 und Umwandlung in Brennstoffe oder chemische Rohstoffe
- Transport von CO2
- Kurzfristige Speicherung von CO2
- Langfristige Speicherung von CO2 zur Reduzierung der Konzentration in der Atmosphäre
Bei welchen Prozessen zur Kohlenstoffabscheidung wird Vakuum verwendet?
Die Wissenschaft erforscht verschiedene Methoden zur Abscheidung, Speicherung und Wiederverwendung von Kohlenstoff. Bei den meisten dieser Technologien ist Vakuum ein wichtiges Element. Zu den Techniken, mit denen Unternehmen experimentieren, gehören:
Vorbehandlung von fossilen Brennstoffen und Kohlenstoffabscheidung vor der Verbrennung
Eine der fortschrittlichsten Technologien zur Kohlenstoffabscheidung wird angewendet, sobald der Rohstoff aus dem Boden geholt wird. Die direkte Aufnahme von CO2 aus dem Rohstoff verhindert, dass es während der Verbrennung in die Atmosphäre entweicht.
Fossile Brennstoffe wie Erdgas können durch einen Prozess, der als „Vergasung“ bezeichnet wird, in ein Gasgemisch aus Wasserstoff und Kohlendioxid (CO2) umgewandelt werden. Dieses Gasgemisch wird dann mit einer Shift-Reaktion behandelt, um den Großteil des CO2 in Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff umzuwandeln. Das entstehende Gasgemisch wird dann mit einem Prozess namens Druckwechseladsorption oder einer anderen geeigneten Technologie behandelt, um das CO2 vom Wasserstoff zu trennen. In dieser Phase kommt die Vakuumtechnologie ins Spiel.
Das abgeschiedene CO2 kann gelagert oder in anderen industriellen Prozessen verwendet werden, während der gereinigte Wasserstoff zu einer sauberen Energiequelle wird. Die Kohlenstoffabscheidung vor der Verbrennung wird häufig in Kombikraftwerken mit integrierter „Vergasung“ eingesetzt, in denen die CO2-Emissionen erheblich reduziert werden und gleichzeitig Energie bereitgestellt werden kann.
Prozesse zur Kohlenstoffabscheidung nach der Verbrennung
Bei diesen Prozessen werden Lösungsmittel oder Absorptionsmittel verwendet, um CO2 aus industriellen „Rauchgasen“ abzuscheiden. Das Vakuum wird dann verwendet, um das abgeschiedene CO2 aus dem Lösungsmittel zu entfernen. Dieser Prozess wird als „Stripping“ oder „Regeneration“ bezeichnet. Sobald das CO2 freigesetzt und aufgefangen wurde, kann es zur weiteren Verwendung gespeichert werden.
Technologien zur direkten Kohlenstoffabscheidung aus der Luft (DAC)
Diese Technologie bindet CO2 aus der Umgebungsluft mithilfe von festen Binde- oder Absorptionsmitteln, die unter Vakuumbedingungen regeneriert werden. Bei diesem Regenerationsprozess wird das CO2 zum Auffangen freigegeben, ähnlich wie bei der Kohlenstoffverarbeitung nach der Verbrennung.
Welche Vakuumpumpentechnologie wird bei Prozessen zur Kohlenstoffabscheidung verwendet?
Die Abscheidung und Entfernung von CO2 erfordert fast immer eine Filtration des Sorptionverfahrens – entweder eine physikalische oder eine chemische Sorption, je nachdem, in welcher Phase die Kohlenstoffabscheidung stattfindet. Zu diesen Verfahren gehören:
- VPSA (Vakuum-Druckwechseladsorption)
- Membranprozesse
- Chemische Looping mit aminbasierten Chemikalien
Vakuum spielt bei diesen Prozessen eine wichtige Rolle, und wir verfügen über die Vakuumpumpentechnologien, um sie zu unterstützen. Für Anwendungen zur Kohlenstoffabscheidung können die folgenden Produkte verwendet werden:
- CLAWVAC
- DRYVAC
- VARODRY/VARODRY-System
- VACUBE
- Multi-VAControl
- Vakuumsensoren und Messgeräte
CLAWVAC
Die CO2-Abscheidung erfordert häufig die Handhabung einer großen Menge an Wasserdämpfen zusammen mit dem abgeschiedenen CO2. Unsere CLAWVAC-Pumpen haben sich bei der Bewältigung dieser Herausforderung bewährt. Die Skalierbarkeit unserer CLAWVAC-Systeme ermöglicht eine Erweiterung dieser Lösung, selbst für die CO2-Abscheidung in großem Umfang.
DRYVAC
Die DRYVAC-Familie ist unser bewährtes Produkt für viele anspruchsvolle industrielle Anwendungen. Diese Pumpe ist für ihre Zuverlässigkeit und Betriebszeit bekannt. Sie arbeitet auch mit der höchsten Energieeffizienz, insbesondere in Kombination mit dem E-Saver. Sie ist die perfekte Lösung für einen „grünen“ Markt, der den niedrigsten Stromverbrauch erfordert.
VARODRY
Unsere luftgekühlten VARODRY-Pumpen eignen sich perfekt für Forschungseinrichtungen oder die CO2 -Abscheidung in kleinem Umfang, die einen niedrigen Desorptionsdruck benötigt. Sie bieten kleine und mittlere Pumpkapazitäten ohne Ölemissionen, sind leise und verfügen über ein hohes Maß an Energieeffizienz.
VACUBE
Für Anwendungen, die ein hohes Saugvermögen bei einem festen Druck erfordern, ist unser VACUBE die bewährte Vakuumlösung. Selbst bei schwankenden Vakuumströmen kann die energieeffiziente FC-Steuerung das Saugvermögen exakt an die Anforderungen anpassen. Daher verbraucht diese Pumpe nur so viel Energie, wie sie wirklich benötigt, und spart so Energie.
Multi-VAControl
Mit einer MultiVAC-Steuerung können Sie Ihre Vakuumpumpen steuern, auch wenn es sich um unterschiedliche Typen handelt. Dank einer Steuerung können Sie Ihr Vakuumsystem präzise verwalten und Ihre Installation ganz einfach nach oben oder unten skalieren, was sie perfekt für Vorhaben zur CO2-Abscheidung macht, die nach und nach expandieren möchten.
Vakuumsensoren und Messgeräte
Außerdem bietet Leybold ein umfangreiches Portfolio an Vakuumsensoren und -messgeräten, die für die Steuerung von Prozessen erforderlich sind. Unsere Sensoren und Messgeräte sind robust, genau und reagieren schnell. Sie eignen sich perfekt für anspruchsvolle CCUS-Anwendungen.
