Techn. Universiẗat, Diss., 2001--Berlin.

Techn. Universiẗat, Diss., 2005--München.

Univ., Diss., 1998--Giessen

Universiẗat, Diss., 2002--Gießen.

Diss., Eidgenössische Technische Hochschule ETH Zürich, Nr. 16421, 2006.

Zugl.: Duisburg, Essen, Universiẗat, Diss., 2009.

The production of fuel and chemicals is expected to be based on renewable energies in the next few years. However, combustion causes CO2 emission. Its reduction is one of the main focuses to regulate greenhouse effect, as expected by the Kyoto protocol. One combustion technology which could reduce CO2 emissions is chemical-looping combustion coupled to a CO2 capture device. This technique involves the use of a bed-material, with a size between 100 and 500 µm, composed of an oxide supported by a porous ceramic. This oxide acts as an oxygen carrier and circulates from a reducing atmosphere reactor, where oxygen reacts with CO to produce CO2, to an oxidising reactor, where combustion occurs. In order to improve the reactivity of this carrier, a fluidized bed reactor is used and involves gas velocity. Attrition resistant granulates are therefore needed because of the high impacts occurring in the reactors. Moreover, large pore network is expected to improve the reactivity of the carrier because of the higher accessibility of the gas. Granulates studied for oxygen carrier supports are frequently based on γ-alumina, which is highly mesoporous. In order to understand the importance of microstructure, three different routes were studied with samples composed of macropores, mesopores and a sample composed of both type of pores. Pore size could be successfully tailored with addition of diatomite, composed of pores in the micrometer range. This thesis aims to describe the tailoring of microstructure with addition of diatomite and at understanding its influence on attrition resistance. To be able to verify the performance of the developed supports, impregnation of copper oxide and looping experiments were performed.

Das Klimaziel, die Erwärmung der Erdatmosphäre bis 2100 auf 2°C zu begrenzen, erfordert bis 2050 eine weltweite Energieversorgung ohne Kohlendioxidausstoß. Mit anderen Maßnahmen ist die erforderliche Verminderung nicht zu erreichen, da bestimmte industrielle Prozesse und Verkehrsvorgänge in absehbarer Zeit kaum ohne Ausstoß von CO2 gefahren werden können. Nach dem UN-Klimarat muss die Trendwende in den nächsten zehn Jahren erfolgen, um in den Reduktionspfad einschwenken zu können. Wir verstehen Klimaschutz als gemeinsame globale Aufgabe, an der sich die Länder Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Sachsen vorbildlich beteiligen müssen. Klimaziele ernst nehmen, heißt anzuerkennen, dass Industriestaaten wie Deutschland ihre Emissionen bis zur Jahrhundertmitte um 90 Prozent reduzieren müssen. Der Atomausstieg darf deshalb nicht zur Renaissance der Braunkohle führen, da eine klimaverträgliche und generationengerechte Energieversorgung nur ohne Braunkohleverstromung möglich ist. Entgegen der Behauptungen der Landesregierungen von Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Sachsen ist sie als Brückentechnologie ungeeignet, weil sie die durch den Umbau der Energieversorgung schrittweise zu erreichenden Klimaziele sofort wieder zunichte machen würde. Selbst die wenig ambitionierten und teilweise schon wieder in Frage gestellten Klimaziele für 2020 der Regierungen in Brandenburg (Reduktion der energiebedingten Emissionen um 5,6 Mio. Tonnen gegenüber 2006)1, Sachsen-Anhalt (Reduktion der Treibhausgasemissionen um 6,9 Mio. Tonnen gegenüber 2005)2 und Sachsen (Reduktion der energiebedingten Emissionen im Emissionshandelsbereich um 6,9 Mio. Tonnen gegenüber 2005)3 lassen sich nur mit der Abschaltung von Braunkohlekraftwerken erreichen. Neue Kraftwerke würden alle Klimaschutzbemühungen konterkarieren.:Einführung.................................................................................................................3 1. Braunkohleausstieg bis 2030................................................................................5 1.1 Braunkohle beschleunigt den Klimawandel........................................................5 1.2 CCS ist keine Lösung..........................................................................................6 1.3 Braunkohleverstromung ist teuer für die Gesellschaft........................................8 1.4 Braunkohle wird zunehmend unwirtschaftlich.....................................................9 1.5. Braunkohleabbau vernichtet Dörfer und vertreibt Menschen...........................10 1.6. Die bestehenden Tagebaue reichen bis zum Ende des Kohlezeitalters aus. .11 1.7 Arbeitsplätze in der Braunkohle .......................................................................13 2. Erneuerbaren Energien gehört die Zukunft.............................................14 2.1 Das Märchen von der Grundlast.......................................................................14 2.2 Die Erneuerbaren können den kompletten Strombedarf decken......................14 2.3 Erdgas als Übergangstechnik auf dem Weg zu 100% Erneuerbare Energien 16 2.4 Chancen für den Arbeitsmarkt und die Wirtschaft.............................................18 2.5 Ausblick.............................................................................................................18

The production of fuel and chemicals is expected to be based on renewable energies in the next few years. However, combustion causes CO2 emission. Its reduction is one of the main focuses to regulate greenhouse effect, as expected by the Kyoto protocol. One combustion technology which could reduce CO2 emissions is chemical-looping combustion coupled to a CO2 capture device. This technique involves the use of a bed-material, with a size between 100 and 500 µm, composed of an oxide supported by a porous ceramic. This oxide acts as an oxygen carrier and circulates from a reducing atmosphere reactor, where oxygen reacts with CO to produce CO2, to an oxidising reactor, where combustion occurs. In order to improve the reactivity of this carrier, a fluidized bed reactor is used and involves gas velocity. Attrition resistant granulates are therefore needed because of the high impacts occurring in the reactors. Moreover, large pore network is expected to improve the reactivity of the carrier because of the higher accessibility of the gas. Granulates studied for oxygen carrier supports are frequently based on γ-alumina, which is highly mesoporous. In order to understand the importance of microstructure, three different routes were studied with samples composed of macropores, mesopores and a sample composed of both type of pores. Pore size could be successfully tailored with addition of diatomite, composed of pores in the micrometer range. This thesis aims to describe the tailoring of microstructure with addition of diatomite and at understanding its influence on attrition resistance. To be able to verify the performance of the developed supports, impregnation of copper oxide and looping experiments were performed.