Nullemissions-Kraftwerk

20. Dezember 2009, 18:00
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Eine enorme Verbrennungsgeschwindigkeit und hohe Flammentemperaturen erschweren die Nutzung des sauberen Energieträgers Wasserstoff im Kraftwerk

Wasserstoff gilt als der Brennstoff der Zukunft. Er lässt sich mit Strom aus regenerativen Energiequellen aus Wasser erzeugen und enthält pro Kilogramm fast die vierfache Energiemenge von Erdgas. Mit reinem Sauerstoff in einer Gasturbine verbrannt wäre der Traum vom Nullemissionskraftwerk perfekt, denn Wasserstoff und Sauerstoff verbrennen zu Wasser - sonst nichts. Die technische Verwirklichung hat allerdings ihre Tücken. Die Herstellung reinen Sauerstoffs ist sehr energieaufwändig und die Verbrennung von reinem Wasserstoff alles andere als einfach. Die enorme Verbrennungsgeschwindigkeit provoziert Instabilitäten.

Wasserstoff zähmen

Der Wirbelbrenner, an dem ein Siemens-Team arbeitet, ist eine Möglichkeit, den Wasserstoff zu zähmen. Das gelingt, indem der Wasserstoff über vier Anschlüsse tangential in eine Kammer schießt und einen Drall erhält, der die Flamme nach oben kerzengerade herausschießen lässt. Eine weitere Möglichkeit ist ein Rohr mit quadratischem Querschnitt, das Wasserstoff und Luft mehr Zeit gibt, sich besser zu vermischen. Das verkleinert die Flamme und begrenzt das Volumen, in dem hohe Temperaturen und damit Stickoxide entstehen können. Solche Konzepte helfen auch, die Flamme von den Wänden der Brennkammer und den Turbinenschaufeln fernzuhalten. Bei Wasserstoff ist das besonders wichtig, denn er verbrennt mit Luft bei einer Flammentemperatur von 2.200 C, mit reinem Sauerstoff sogar bei 3.200 C, eine Temperatur, die höher ist als sie mit dem heißesten Erdgas erreicht wird, das auf 1.950 C kommt.

 

  • An Methoden zur optimalen Verbrennung von Wasserstoff wird intensiv geforscht.
    foto: siemens

    An Methoden zur optimalen Verbrennung von Wasserstoff wird intensiv geforscht.

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