CLIENT II-Verbundprojekt Klimaschutz: Umwandlung von CO2 aus südafrikanischen Kohlekraftwerken in mehrere Produktströme mit Hilfe von Grünem Ammoniak und Wasserstoff (CoalCO2-X) - Teilprojekt 1: Prozessentwicklung für die Produktion von grünem Ammoniak im Labor- und Pilotmaßstab sowie wirtschaftliche Bewertung

Das Gesamtziel des CoalCO2-X-Vorhabens besteht darin, das Abgas eines südafrikanischen Kohlekraftwerks als Rohstoff zu nutzen und die Umwandlung von CO2 und SOx aus dem Abgas in mehrere Produktströme unter Verwendung von grünem Ammoniak und Wasserstoff zu demonstrieren. Spezifische Ziele dieses Demonstrationsprogramms sind a) die Reduzierung des gesamten CO2-Fußabdrucks um bis zu 99%, b) die kontinuierliche Produktion von grünem Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen, c) die kontinuierliche Produktion von grünem Ammoniak, d) die Formulierung von marktfähigem Dünger, e) die Produktion schwefelfreien Dieselkraftstoffs und f) die Synthese eines marktfähigen Schwefelsäureproduktes. Die übergreifende Idee des CoalCO2-X-Vorhabens besteht darin, die problematischen und teilweise toxischen Komponenten des Abgases aus der Kohleverbrennung als Ausgangsmaterial für die wertschöpfende Herstellung von Produkten zu nutzen und dadurch das Abgas von CO2, SOx- und NOx-Spezies zu reinigen. Auf diese Weise soll es der stark von der Kohle abhängigen südafrikanischen Wirtschaft ermöglicht werden, den Energieträger Kohle als Brückentechnologie bis zum vollständigen Umstieg auf eine erneuerbare Energie- und Rohstoffbasis auf möglichst umweltverträgliche Weise zu nutzen. Das Ziel des Teilvorhabens von Fraunhofer IGB besteht in der Konzeptionierung und dem Betrieb einer Haber-Bosch Niederdruck-Produktionsanlage für Ammoniak im Pilotmaßstab. Diese Anlage wird für einen lastflexiblen Betrieb ausgelegt, gekoppelt mit intermittierender Erzeugung von grünem Wasserstoff. Für den lastflexiblen Betrieb wichtige Prozesselemente und -parameter werden identifiziert, bewertet und optimiert, etwa im Hinblick auf die Kapazität von Gaszwischenspeichern, die Lebensdauer des Katalysators und die Bestimmung der Gesamteffizienz des lastflexiblen Niederdruck-Haber-Bosch-Verfahrens. Die Prozessentwicklung und –optimierung geht mit einer wirtschaftlichen Gesamtbewertung einher.