Ziel des geplan­ten F&E Vor­ha­bens ist die Demons­tra­ti­on der CO₂-Abtren­nung aus gas­be­heiz­ten Indus­trie­öfen. Der Lösungs­an­satz basiert auf einer Oxy­fuel-Ver­bren­nung des Brenn­ga­ses mit rei­nem Sau­er­stoff (O₂). Das Abgas besteht damit haupt­säch­lich aus CO₂ und H₂O (Dampf), letz­te­rer wird kon­den­siert. Der erfor­der­li­che Sau­er­stoff wird vor Ort mit kera­mi­schen Mem­bra­nen erzeugt, die mit Abwär­me beheizt wer­den. Bei Hoch­tem­pe­ra­tur­pro­zes­sen (> 1000 °C) soll­te durch die Erhö­hung des ver­bren­nungs­tech­ni­schen Wir­kungs­gra­des deut­lich mehr Pri­mär­ener­gie (Brenn­gas) ein­ge­spart wer­den, als an zusätz­lich auf­zu­wen­den­der Elek­tro­en­er­gie für die O₂-Abtren­nung auf­ge­wen­det wer­den muss. So wird bei dem typi­schen Elek­tro­en­er­gie­be­darf des Mem­br­an­trenn­ver­fah­rens bereits bei 1000 °C ein Ein­spar­ver­hält­nis von 15:1 erreicht, d. h. 1 kWh Elek­tro­en­er­gie für die O₂-Erzeu­gung spart 15 kWh Brenn­stoff ein. Im Gegen­satz zu den ande­ren CO₂-Abtrenn­ver­fah­ren wür­de somit kei­ne zusätz­li­che Ener­gie für die CO₂-Abtren­nung benö­tigt, son­dern sogar Ener­gie (in Form von Brenn­stoff) ein­ge­spart und gleich­zei­tig die CO₂-Men­ge verringert.

Die Auf­ga­ben­ge­bie­te der Part­ner im Ver­bund­vor­ha­ben füh­ren zu der Glie­de­rung in die fol­gen­den Teilprojekte:

• Nume­ri­sche und expe­ri­men­tel­le Unter­su­chung der Mem­bran­an­la­ge sowie ener­ge­ti­sche Opti­mie­rung im Betrieb (IOB)
• Kon­zep­ti­on einer durch­satz­va­ria­blen O₂-Mem­bran­an­la­ge und Opti­mie­rung der Fer­ti­gung von O₂-Mem­bra­nen (IKTS)
• Wär­me­tech­ni­sche Aus­le­gung und Durch­füh­rung der Kopp­lung zwi­schen einer strom­spa­ren­den Mem­bran­an­la­ge zur Sau­er­stoff­pro­duk­ti­on und einem indus­trie­na­hen Oxy­fuel-Labo­rofen mit hoher Tem­pe­ra­tur zur Pro­duk­ti­on von CCU-fähi­gem Abgas im Dau­er­be­trieb (MES)
• Aus­le­gung, Kon­struk­ti­on und Her­stel­lung der Kom­po­nen­ten der Mem­bran­an­la­ge (HA)