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Neben der Rolle als reines H2-Derivat birgt Ammoniak als CO2-freier Brennstoff ein enormes Potenzial dezentrale und energieintensive Industriestandorte zu dekarbonisieren.
Als Brenngas ist Ammoniak aktuell noch ein Novum. Die Versuchsinfrastruktur und Simulationssoftware des GWI bieten eine solide Grundlage, um sich diesem Thema wissenschaftlich und anwendungsnah zu widmen.
2D-Feldmessung einer Ammoniak-Wasserstoff-Luft-Verbrennung unter semi-industriellen Bedingungen; © GWI
✔ Ammoniak als Brenngas
Der breite Einsatz von Ammoniak als CO₂-freier Brennstoff steckt noch in den Kinderschuhen – GWI leistet Pionierarbeit mit eigener Infrastruktur und Simulationskompetenz.
✔ Technische Hürden bei Betrieb und Emissionen
Verbrennung und Zündverhalten von Ammoniak stellen besondere Anforderungen – beim GWI wird daran gearbeitet, stabile Flammen zu realisieren und NOₓ-Emissionen signifikant zu reduzieren.
✔ Leistungsfähige Forschungsinfrastruktur
Bis zu 300 kW Leistung im reinen Ammoniakbetrieb sind möglich, um industrielle Praxisrealität abzubilden.
CO2-freier Brennstoff
Im Zuge der globalen Bemühungen zur Dekarbonisierung stellt der Einsatz von erneuerbar produzierten Brenngasen, wie Wasserstoff (H2) oder synthetischem Methan (SNG) eine vielversprechende Option dar, um fossile Brennstoffe in Thermoprozessanlagen zu ersetzen. Ferner steht neben Wasserstoff als kohlenstofffreiem Energieträger vermehrt auch Ammoniak (NH3) als möglicher Brennstoff für Verbrennungsprozesse im Fokus. Während NH3 verglichen mit H2 erhebliche Vorteile im Hinblick auf die Verflüssigung, Speicherung und den Transport aufweist, bringt es aufgrund seiner nachteiligen Verbrennungseigenschaften sowie dem hohen NOX-Bildungspotenzials vielfältige technische Hürden mit sich. Um anwendungsnah zu untersuchen, wie Ammoniak stabil und schadstoffarm verbrannt werden kann, wurde die Versuchsinfrastruktur des GWI sowohl messtechnisch als auch sicherheitstechnisch erweitert. Nach aktuellem Stand sind feuerungstechnische Leistungen von bis zu 300 kW im reinen Ammoniakbetrieb möglich. Mit der vorhandenen Infrastruktur können zudem Brenngasgemische bestehend aus Erdgas, CO2, H2, N2, CO, C3H6 und NH3 hergestellt werden.
Durch die frühzeitige Fokussierung auf das zunehmend relevante Thema der direkten Ammoniaknutzung hat das GWI in den letzten Jahren umfassendes Know-how entwickelt. Sowohl experimentelle als auch theoretische Arbeiten haben zu diesem fundierten Wissen beigetragen.
