HERMES

Hocheffizientes superkritisches Null-Emissions-Energiesystem

Kurzbeschreibung

Die jüngsten EU-Energieszenarien setzen auf einen wachsenden Anteil erneuerbarer Energiequellen (EE), um zum Erreichen des Ziels einer 55-prozentigen Verringerung der Treibhausgasemissionen im Jahr 2030 und einer Gesamtreduktion der CO2-Emissionen in der Größenordnung von 80-95 % bis 2050.

Gasturbinen (GT) sind ein wesentlicher Bestandteil des Rückgrats der EU-Stromerzeugung und werden auch in Zukunft eine wichtige Rolle bei der zentralen und dezentralen Energieversorgung spielen. Sie haben zahlreiche Vorteile für die Stromerzeugung, z.B. Effizienz, Zuverlässigkeit, die einzigartige Fähigkeit, die Leistung schnell zu variieren, um das Stromnetz zu stabilisieren und die Nachfrage mit einem stark schwankenden Angebot auszugleichen. Diese Vorteile gehen einher mit geringen Geräusch- und Emissionswerten. Für eine zuverlässige, effiziente und kontrollierte Stromerzeugung in großem Maßstab stellen Gasturbinen eine sehr gute Technologie zur Stromerzeugung dar, wenn sie mit erneuerbaren Brennstoffen wie z.B. Wasserstoff, Methan, Methanol, Ethanol, Ammoniak und Dimethylether kombiniert werden.

Es ist jedoch ein Durchbruch erforderlich, um die GT-Technologie auf die nächste Stufe des EU-Green Deal zu heben. Eine zukunftssichere GT-Technologie muss flexibel sein für den Betrieb mit erneuerbaren Kraftstoffen, eine hohe Effizienz haben mit einem Wirkungsgrad von plus 20 % und darf weder Treibhausgase noch Schadstoffe emittieren. Diese Fähigkeit wird die Versorgungssicherheit gewährleisten und die künftige Entwicklung der Kraftstoffinfrastruktur vorbereiten.

Ziele des Projekts

Das Hauptziel von HERMES ist die Entwicklung und Bewertung der Leistung eines geschlossenen Kreislaufsystems für erneuerbare Energien auf der Grundlage einer direkt befeuerten superkritischen Gasturbine. Es soll der Betrieb mit flüssigen und gasförmigen erneuerbaren Brennstoffen wie Methanol und Wasserstoff möglich sein, um Strom (und Wärme) mit einem Wirkungsgrad von über 65 % zu erzeugen – und zwar bei Netto-Null-Treibhausgasemissionen und ohne Emission anderer Schadstoffe. Die emissionsfreie GT von HERMES vereint drei einzigartige Merkmale:

  • Austauschbarkeit der erneuerbaren Brennstoffe;
  • Betrieb der GT unter superkritischen Bedingungen mit klimaneutralen Brennstoffen und Feuerung mit reinem Sauerstoff statt Luft;
  • Einsatz der dezentralen CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung ohne zusätzliche großmaßstäbliche Speicheranforderungen, was zu einem geschlossenen Kreislaufsystem führt.

Arbeitsaufgaben OWI

Experimentelle Grundlagenforschung zur Brennstoffchemie unter CO2-Hochdruckatmosphäre:

  • Bestimmung der laminaren Brenngeschwindigkeit von gasförmigen und flüssigen HERMES-Brennstoffen durch Versuche mit der Heat-Flux-Methode unter erhöhtem Druck
  • Untersuchung des Zündverhaltens von gasförmigen HERMES-Kraftstoffen

Durchführende Forschungsstellen

  • Universiteit Twente
  • Ethnocon Metsovion Polytechnion
  • Exergia Energy and Environment Consultants AE
  • TEC4FUELS GmbH
  • OWI Science for Fuels gGmbH
  •  Imperial College of Science Technology and Medicine
  • CERFACS, Centre Européen der Recherche et de Formation Avancée en Calcul Scientifique
  • Paul Scherrer Institut
  • OPRA Engineering Solutions B.V.
  • Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne
  • Politechnika Wroclawska
EU-Flagge mit dem Hinweis Funded by the European Union

Projektförderung

Das EU-Forschungsprojekt „HERMES“ wird von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms HORIZON EUROPE unter dem Förderkennzeichen Nr. 101083748 gefördert.

Projektlaufzeit

10/ 2022 bis 10/ 2024

Kontakt

Dipl.-Ing. Sebastian Feldhoff
Tel.: 02407/ 9518-117
E-Mail: S.Feldhoff@owi-aachen.de

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