2024-04-01  –  2027-03-31

398.548,22 EUR

Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Energietechnik - Professur für thermische Energiemaschinen und -anlagen, Dresden, Sachsen

03EE5157I

Fortgeschrittene Kraftwerkssysteme - Sonstige Systeme [EA1324]

01256140/1  –  ESCO - Design und Betriebsverhalten von Energieanlagen mit überkritischem Kohlendioxid (sCO2) als Arbeitsfluid

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESE5)

Energie

Verbundvorhaben: Die Zielstellung des Vorhabens ESCO ist die grundlegende technische Konzeption von Systemen und Komponenten von sCO2-Kreisläufen für die Abwärmerückverstromung sowie für thermische Energiespeicher. Das Vorhaben stützt sich dabei auf die im Projekt CARBOSOLA gewonnenen Erkenntnisse insbesondere der Nutzung der am HZDR aufgebauten Versuchsanlage. Die wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele lassen sich in drei Themenbereiche untergliedern: 1.) Entwicklung neuartiger Komponenten sowie Materialien und Beschichtungen für mit sCO2 betriebene Energieanlagen 2.) Betrieb, Prozessregelung und Messtechnik. 3.) Systemcharakterisierung und techno-ökonomische Analysen für Kreisläufe mittels kontrollierter Wärmeabfuhr, mit thermischen Energiespeichern und mit Fluidgemischen. Teilvorhaben: Die TU Dresden ist in die Themenbereiche 1) und 3) involviert. Im Themenbereich 1 bearbeitet die TU Dresden die Entwicklung eines Verdichterkonzepts zur Verdichtung von nahkritischem CO2 auf 300 bar. Es sollen Untersuchungen zu den Betriebspunkten und der Lagerung des Verdichters stattfinden und Verdichterkennlinien nachrechnet werden. Weiterhin wird der Einfluss von Verunreinigungen im CO2 auf den Betrieb des Verdichters untersucht. Im Themenbereich 3) beschäftigt sich die TUD gemeinsam mit den Partnern Siemens Energy und dem DLR um die Optimierung der Systemstruktur und die Stabilisierung des Prozesses. Es werden theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Stabilisierung des kalten Endes des sCO2-Prozesses mit einem Absorptionskälteprozess durchgeführt. Es wird eine techno-ökonomisch Analyse sCO2-basierter Speicherkraftwerke durchgeführt. Weiterhin soll untersucht werden, inwiefern sich durch Additive die Prozess- und Komponentenperformance steigern lässt, das kalte Ende des Prozesses durch Gemische stabilisiert werden kann und wie sich Verunreinigungen auf die Performance von Komponenten und Gesamtprozess auswirken.