DLR: Zementerzeugung mit Sonnenenergie soll Baustoffindustrie dekarbonisieren
Bei der Herstellung von Zement werden groĂźe Mengen Kohlendioxid freigesetzt. Das DLR arbeitet an einer sauberen Methode.
Solare Kalzinierungsanlage vor dem Sonnenslichtsimulator Synlight des DLR
(Bild: DLR (CC BY-NC-ND 3.0))
Die Baustoffindustrie ist weltweit einer der großen Kohlendioxidemittenten. Forscher suchen deshalb nach Möglichkeiten, die Zementherstellung zu dekarbonisieren. Ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) will künftig Sonnenlicht einsetzen, um Zement herzustellen.
Der energieintensivste Prozess bei der Zementherstellung ist die sogenannte Kalzinierung, bei der Kalkstein in einem Drehrohrofen auf Temperaturen von über 900 Grad erhitzt wird. Dafür werden laut dem DLR-Institut für Future Fuels heutzutage hauptsächlich fossile Brennstoffe eingesetzt. Die Kalzinierung macht demnach etwa 60 Prozent der Kohlendioxidemissionen der Zementproduktion aus.
Die DLR-Forscher nutzen im Rahmen des Projekts CemSol einen Drehrohrofen, der mit konzentriertem Sonnenlicht beheizt wird. Getestet haben sie das mithilfe der weltweit größten Anlage zur Erzeugung von künstlichem Sonnenlicht: Mit Synlight wurde der Ofen auf die benötigten Temperaturen geheizt. In einer mehrmonatigen Testkampagne wurden laut DLR 25 Bestrahlungstests bei Leistungen bis zu 65 Kilowatt durchgeführt. Dabei seien 15 bis 50 Kilogramm Kalkstein-Partikel pro Stunde in den Solarkalzinator gefüllt und zu 100 Prozent kalziniert worden. Auf diese Weise könnten mehr 90 Prozent der Kohlendioxidemissionen aus der Kalzinierung vermieden werden.
PrĂĽfung des erzeugten Kalksteins
Als Nächstes wollen die Forscher den in dem Ofen erzeugten, kalzinierten Kalkstein untersuchen, insgesamt mehr als 90 Proben. Dabei geht es um die Materialqualität sowie um die Langzeitstabilität des Prozesses.
Zusätzlich wollen sie anhand von Computersimulationen die Vorgänge im Reaktor hinsichtlich des Wärmetransports und der Reaktion der Kalkstein-Partikel analysieren. Die dabei gewonnenen Daten werden für die Weiterentwicklung und Skalierung der Technologie eingesetzt. Ob diese sich auch für den industriellen Maßstab eignet, wird sich erst zeigen müssen.
Die Nutzung von Sonnenenergie reduziere die Abhängigkeit von teuren und schädlichen fossilen Brennstoffen, resümiert Projektleiter Gkiokchan Moumin. „Der Schlüssel zu einer klimafreundlicheren Nutzung unserer Ressourcen liegt in einem Mix aus unterschiedlichen Energiequellen. Dabei kann konzentrierte Sonnenenergie effizient für Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden und uns im Zusammenspiel mit Strom aus erneuerbaren Quellen diesem Ziel einen Schritt näher bringen.“
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Diese Technologie könne „eine höchst attraktive Alternative zur elektrischen Erhitzung des Materials“ sein, deren Einsatz sich in den südlicheren Regionen der Europäischen Union (EU) anbietet. In Mostóles nahe der spanischen Hauptstadt Madrid testet das DLR seit einigen Jahren in einem solaren Turmkraftwerk die Erzeugung von synthetischem Kraftstoff mit Solarenergie. In einer solchen Anlage wäre auch der Einsatz eines solar beheizten Drehrohrofens denkbar.
(wpl)
