Bereich der Technik
Die Erfindung betrifft eine kompakte Offshore -Anlage zur ökologischen Gewinnung von Energie, Wasser und Wasserstoff mit anschließender ökologischer Gewinnung und Aufbereitung von Sekundärrohstoffen sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Anlage.
Der letzte Stand der Technik
Unser Planet ist seit langem mit ökologischen Herausforderungen und der Störung von Ökosystemen auf der ganzen Welt, kritischer Wasserknappheit an bestimmten Orten und übermäßigem Plastikmüll konfrontiert. Darüber hinaus gibt es ein starkes Bestreben, den CO2 -Fußabdruck zu reduzieren und keine fossilen Brennstoffe und Rohstoffe zu verwenden.
Europa als Ganzes muss seine Klima- und Ressourcenziele einhalten, außerdem müssen Arbeitsplätze erhalten und neue qualifizierte Arbeitsplätze geschaffen werden. Dennoch sollen die Veränderungen die aktuelle Lebensqualität und deren kontinuierliche Verbesserung sicherstellen, ohne die Lebenshaltungskosten signifikant zu erhöhen.
In letzter Zeit wurden einige neue Disziplinen entwickelt und neue Erkenntnisse gewonnen, die noch nicht in die oben genannten Ziele eingeflossen sind. Daher ist es notwendig, die Auswirkungen dieser neuen Ideen in konkrete Ergebnisse zu übersetzen und sie in erfolgreiche Implementierungen umzusetzen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein solches geschlossenes Produktions- und Verarbeitungssystem vorzustellen, das ohne bürokratische Verzögerungen eingerichtet werden könnte und das die Versorgung mit den notwendigen Rohstoffen ermöglichen würde, um das Ökosystem auf dem Planeten zu verbessern.
Das Wesen der Erfindung
Die oben erwähnten Nachteile werden durch das kompakte Offshore - Verarbeitungs- und Produktionssystem gemäß der Erfindung beseitigt, dessen Kern darin besteht, dass es auf einer festen, auf Pfählen errichteten Plattform auf dem Meeresboden an einem geeigneten Ort weit genug von der Küste angeordnet ist und besteht aus wenigstens:
- - Modulare Kernkraftwerke
- - Entsalzungsanlage
- - Wasserstoffanlage _
- - Kunststoffrecyclingstation _
- - Wasseraufbereitungsanlagen
- - Mindestens eine Anlage zur Herstellung von recycelten Kunststoffprodukten
- - Hafenmole
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anlage zur Herstellung von Recycling -Kunststoffprodukten eine Anlage zur Herstellung von Kunststoffrohren, eine Anlage zur Rohölgewinnung oder eine Anlage zur Herstellung von homogenem Regranulat.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zum Betreiben des obigen Systems , das in der ersten Phase aus einem modularen Kernkraftwerk besteht, um das System mit Strom zu versorgen, gleichzeitig wird das Kraftwerk eine Entsalzungsanlage und eine Anlage für bauen Wasserstoffproduktions- und Speichertanks bauen und eine Wasseraufbereitungsanlage, in der das entsalzte Wasser abgelassen wird, eine Pier, eine Kunststoffrecyclingstation und eine Anlage zur Herstellung von Produkten unter Verwendung von Kunststoff- und Salzrecyclingmaterial als Entsalzungsanlagenprodukt werden gebaut, das aufbereitete Wasser aus der Wasseraufbereitungsanlage in Tanks abgelassen wird und dieses Wasser dann teilweise zur Wasserversorgung des Systems verwendet wird und teilweise in wasserarmen Gebieten zu Schiffen transportiert wird, wird Ammoniak zugeführt, um Wasserstoff zu exportieren, dem Wasserstoff zugemischt wird außerhalb des Systems kommerziell exportiert werden, wo Ammoniak wieder von Wasserstoff getrennt wird, entweder zur Herstellung von Düngemitteln verwendet wird oder wiederum mit Wasserstoff kombiniert wird, um seinen Transport zu ermöglichen, wird das Salz aus der Entsalzungsanlage zu einer Station auf z Aus dem Kunststoff werden dann Rohre, Rohöl oder Regranulat hergestellt, wobei ein Teil dieser Produkte in einzelnen Produktionsstätten auf der Insel verwendet und ein Teil kommerziell exportiert wird.
Weil in einzelnen Disziplinen neues Wissen gewonnen werden kann und über die konkreten Fragestellungen des Assessment hinausgehende, allgemeingültige, Modelle zu entwickeln sind (wie MSR).
Erläuterung der Zeichnungen
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei Fig. 1 eine schematische Darstellung ist des Offshore-Systems nach der vorliegenden Erfindung und Fig. 2 ist eine schematische Übersicht über den Betrieb des Offshore-Systems von Fig. 1 .
Ausführungsbeispiele der Erfindung
Fig. 1 zeigt ein System 1, welches auf einer festen Plattform 2 angeordnet ist, die auf Pfählen auf dem Meeresboden an einem geeigneten Ort weit genug von der Küste entfernt ist, d. h. auf hoher See im Sinne internationaler Vereinbarungen. So, wie beispielsweise Anlagen von Fördertürmen relativ weit von der Küste entfernt gebaut werden. Es kann als nationales oder internationales Projekt gebaut werden.
Das System besteht mindestens aus:
- - Modulare Kernkraftwerke 3
- - Entsalzungsanlage 4
- - Anlage 5 zur Wasserstoffproduktion
- - Station 6 für Kunststoffrecycling
- - Wasseraufbereitungsanlagen 7
- - Mindestens eine Anlage 8 zur Herstellung von recycelten Kunststoffprodukten
- - Hafen
Das modulare Kernkraftwerk 3 ist die Energiequelle für alle Komponenten des Systems. Diese Energie wird von der Entsalzungsanlage 4 genutzt der eine Wasseraufbereitungsanlage 7 nachgeschaltet ist. Dort kann das Wasser auf die erforderliche Qualität eingestellt, ein Teil des Wassers für den Bedarf anderer Produktionseinheiten verwendet und ein Teil auf das Festland transportiert werden, insbesondere in Gebiete mit Wasserknappheit. Das Ergebnis der Entsalzung ist sowohl Süßwasser als auch Salz 15. Und das wird bei der Wiederverwendung des recycelten Kunststoffs aus der Kunststoffrecyclingstation 6 benötigt. Der recycelte Kunststoff wird dann in einer Anlage zur Herstellung von recycelten Kunststoffprodukten, in diesem Fall zur Herstellung von Kunststoffrohren 9 in einer Anlage 8 zur Herstellung von Rohren verwendet. Dort hergestellte Rohre 9 können im System 1 verwendet werden, können aber auch kommerziell an Land verkauft werden.
Die Wasserstoffproduktion ist wichtig, weil Wasserstoff eine bedeutende alternative Energiequelle außerhalb des Systems 1 ist. So wird auf der Plattform 2 ein geeigneter Hafen mit Pier 10 zum Verladen von Wasserstoff auf Transportschiffe 11 gebaut. Um Wasserstoff jedoch bei relativ niedrigem Druck zu transportieren, muss er mit Ammoniak gemischt werden. Dieser muss auf Schiffen 11 vom Festland gebracht_und vor dem Transport zu den Zielorten mit Wasserstoff vermischt werden. Einmal in die Reservoirs an Land gepumpt, kann das abgetrennte Ammoniak als Rohstoff für die Düngemittelproduktion verkauft werden.
Die Wasserstoffproduktion in Werk 5 wird die Elektrolyse von Wasser und Energie aus Kraftwerk 3 nutzen. Das einzige Nebenprodukt des gesamten Prozesses ist Sauerstoff.
Die Technologie nutzt die Auflösung von Wasserstoff in Ammoniak 17. Dadurch kann Wasserstoff bei normalen Temperaturen und atmosphärischem Druck auf Schiffen transportiert werden 11. Am Ort des Verbrauchs wird mithilfe eines speziellen Katalysators Wasserstoff aus Ammoniak freigesetzt.
In einer weiteren möglichen Anlage 12 zur Gewinnung von Rohöl 19 aus recyceltem Kunststoff wird ein Verfahren angewendet, dessen Ergebnis Reoil genannt wird, bei dem gebrauchte Kunststoffverpackungen und Folien aus Polyethylen, Polypropylen oder Polystyrol bei geringem Druck und niedriger Temperatur verflüssigt werden, bei 400 °C zu synthetischem Rohöl. Langkettige Kohlenstoffe werden in kürzere Kohlenstoffketten umgewandelt, die typisch für Rohöl sind. Das synthetische Rohöl 19 kann dann, zusammen mit dem mineralischen Rohöl, zu flüssigen Kraftstoffen oder Grundstoffen für die chemische Industrie raffiniert werden. Vorteil: Der Kunststoff wurde so hergestellt, dass er keine schweren Bestandteile wie Schwefel mehr enthält. Er eignet sich auch für synthetisches Öl. Es enthält keinen Schwefel und ist leichter als fossiles Rohöl und reicher an Wasserstoff. Dadurch ist es qualitativ noch wertvoller als fossiles Rohöl und kann somit verkauft werden. Aus einem kg Kunststoffabfall kann ein Liter Kraftstoff oder 0,7 kg synthetisches Rohöl hergestellt werden 19.
In einem weiteren möglichen Arbeitsgang 13 wird recycelter Kunststoff verarbeitet, wobei ein homogenes Regranulat entsteht 18, hergestellt durch eine spezielle Technologie. Um die Wiederverwendbarkeit von Kunststoffen zu erhöhen, gibt es den belgischen Hersteller MatVanced, der sich auf ein umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat aus recyceltem Kunststoffmaterial spezialisiert hat.
Offensichtlich können mit der Weiterentwicklung der Verarbeitungstechnologien, weitere Verarbeitungsanlagen für recycelten Kunststoff gebaut werden.
Fig. 2 ist ein Diagramm des Betriebs des Offshore -Systems 1 von Fig. 1 . System 1 arbeitet wie folgt:
- In der ersten Phase wird ein modulares Kernkraftwerk 3 gebaut, um das System mit Strom zu versorgen. Beim Bau werden z.B. Batteriespeicher zur Stromversorgung, Wassertanks zur Wasserversorgung genutzt. Parallel zum Kraftwerk 3 werden_eine Entsalzungsanlage 4 und eine Wasserstofferzeugungsanlage 5 gebaut. Dadurch wird die energetische Grundstruktur des Systems sichergestellt, in der die eigenen Quellen Strom, Wasser und Wasserstoff zur Verfügung stehen. Anschließend wird eine Wasseraufbereitungsanlage 7 gebaut und in Betrieb genommen, in der entsalztes Wasser weitergeleitet wird, Wasserstoffspeichertanks 14, eine Pier 10, eine Kunststoffrecyclingstation 6 und_eine Rohrproduktionsanlage 8 unter Verwendung von Kunststoffrecyclingmaterial und Salz 15 als Entsalzungsprodukt. Content 4.
Von der Kläranlage 7. Das behandelte Wasser wird in Wassertanks 16 abgelassen und dieses Wasser wird dann teilweise verwendet, um das System mit Wasser zu versorgen, beziehungsweise mit Schiffen 11 in wasserarme Gebiete zu exportieren.
Um Wasserstoff exportieren zu können, muss Ammoniak 17 importiert werden, dem der Wasserstoff beigemischt wird. Nach dem kommerziellen Export des Wasserstoffs außerhalb des Systems wird das Ammoniak wieder vom Wasserstoff getrennt, entweder zur Herstellung von Düngemittel verwendet oder erneut mit dem Wasserstoff kombiniert, um ihn transportieren zu können. Ammoniak zirkuliert daher zur Offshore-Insel, von der Offshore-Insel in die Schiffe 11 mit Wasserstoff und dann zurück zur Offshore-Insel.
Salz 15 aus Entsalzungsanlage 4 es wird einer Kunststoffverarbeitungsstation 6 zugeführt und aus dem Kunststoff werden dann Rohre 9 hergestellt. Einige von ihnen werden in einzelnen Produktionsstätten auf der Insel verwendet und einige werden kommerziell exportiert.
Anlegestelle 10 für Schiffe 11 dient dem Export von Wasserstoff, Wasser, Leitungen 9.
Es ist jedoch möglich, andere Anlagen zur Verarbeitung von recyceltem Kunststoff zu betreiben. Dies ist beispielsweise die Anlage 13 zur Herstellung von homogenem Regranulat 18 hergestellt durch spezielle Technologie. Um die Wiederverwendbarkeit von Kunststoffen zu erhöhen, gibt es den belgischen Hersteller MatVanced, der sich auf ein umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von Kunststoffgranulat aus recyceltem Kunststoffmaterial spezialisiert hat.
Kunststoffverpackungen gelten als eine der größten Belastungen für die Umwelt. Dem Unternehmen ist es nach eigenen Angaben gelungen, technische Formteile aus recyceltem Kunststoff herzustellen. Für die technische Umrüstung wurde eine Compound-Aufbereitungsanlage installiert, die es ermöglicht, aus inhomogenen Eingangsteilen bis zu 24 Tonnen pro Tag völlig homogene Granulat Chargen herzustellen. Zudem sollte die Anlage flexibel genug sein, um kurzfristig auf schwankende Eingangsqualität reagieren zu können und somit gleiche Chargeneigenschaften zu gewährleisten. Damit wurde die bisherige Hürde genommen, den Anteil von recycelten Kunststoffen in der Kunststoffverarbeitung zu erhöhen.
Hier ist es möglich, eine Methode anzuwenden, bei den die Kunden Teil des Materialkreislaufs werden. In der Produktion wird nicht nur recycelter Kunststoff verwendet, sondern auch Test- und Ausschussteile von Kunden werden in die Produktion zurückgeführt:
- Als hochwertiges Regranulat 18, der hinsichtlich Stabilität der Eigenschaften mit dem Primärkunststoff vergleichbar ist, sein Einsatz schont Ressourcen und verbraucht nur etwa ein Drittel der als Grundstoff eingesetzten Energie und des Öls, die sonst bei der Herstellung von neuem Kunststoffen anfallen würden. Gemeinsam mit Geschäftspartnern hat das oben genannte Unternehmen einen passgenauen gestalteten Materialkreislauf für individuelle Bedürfnisse entwickelt: von der Sammlung der Produktionsabfälle über das Verpacken, Mahlen und Regranulieren von Chargen bis hin zur Rückführung in den Produktionsinput als Qualitätskunststoff. Auf diese Weise werden die einzeln anfallenden Materialabfälle effizient und wirtschaftlich zu homogenen Granulatchargen mit hoher konstanter Qualität verarbeitet, und zwar unabhängig davon, wie inhomogen das Eingangsmaterial ist.
Regranulate 18 sind vielseitig einsetzbar. Polyethylentypen werden durch Fließindex und Dichte - und damit Festigkeit - definiert. Ihre Eigenschaften eignen sich für den allgemeinen Spritzguss von großen Teilen wie Kisten, Abfallbehältern und Paletten, für die Extrusion von Rohren, Profilen und Platten sowie für das Blasen von Behältern in mittleren und großen Serien.
Industrielle Anwendbarkeit
Offshore- Verarbeitungs- und Produktionssystem gemäß der Erfindung wird einen schnellen Aufbau von ökologischen Energieressourcen und Verarbeitungskapazitäten ohne bürokratische Schwierigkeiten ermöglichen, was wesentlich zur Produktion von neuen Energierohstoffen, Wasser, Kunststoffrecycling zur Verwendung in anderen Produkten und dem beitragen wird Das System selbst wird mit minimalem und teilweise wiederverwertbarem Abfall betrieben.
Überschüssige Energie aus dem modularen Kernkraftwerk 3 kann dann in das Stromnetz an Land umgeleitet werden.