Kerosin aus Sonnenlicht

Die Umstellung von fossilen auf erneuerbaren Kraftstoff ist eine der wichtigsten Heraus­forderungen der Zukunft. Das Projekt „Sun-to-Liquid“ nimmt diese Heraus­forderung an, indem es die Produktion von erneuer­barem Kerosin aus Wasser und CO₂ durch konzen­triertes Sonnenlicht ermöglicht: Innerhalb des von der Euro­päischen Union und der Schweiz geförderten Projekts gelang nun erstmals die Herstellung von solarem Kerosin. „Die Sun-to-Liquid-Reaktor­technologie und die integrierte chemische Anlage wurden unter den typischen Bedingungen für eine industrielle Kraftstoff­produktion validiert," sagte Aldo Steinfeld von der ETH Zürich, der die Entwicklung des solar­thermochemischen Reaktors leitet.

„Die Demonstration dieser Techno­logie könnte große Auswirkung auf den Transport­sektor haben, speziell für die Luftfahrt und die Schifffahrt, die auf langen Strecken weiterhin auf flüssige Kraftstoffe angewiesen bleiben“, ergänzte Projekt­koordinator Andreas Sizmann von Bauhaus Luftfahrt. „Wir sind dem Ziel, von einem Energie-Einkommen nachhaltig zu leben, anstatt unser fossiles Energie-Erbe zu verbrennen, einen Schritt näher­gekommen. Das ist ein notwendiger Schritt, um unsere Umwelt zu schützen.“

Im Vorgänger-Projekt Solar-Jet entwickelten die Forscher die Technologie und produzierten erstmals solares Kerosin unter Labor­bedingungen. Sun-to-Liquid brachte diese Technologie auf die nächste Entwicklungs­stufe und testete sie unter realen Bedingungen an einem Solarturm. Dafür wurde auf dem Gelände des IMDEA Energy Instituts in Móstoles, Spanien, eigens für das Projekt eine einzigartige Solaranlage errichtet. „Ein der Sonne folgendes Heliostaten­feld konzentriert das Sonnenlicht um den Faktor 2500, das entspricht der dreifachen Konzentration im Vergleich zu Solaranlagen, die derzeit zur Energie­gewinnung eingesetzt werden“, sagt Manuel Romero von IMDEA Energy. Die sehr hohe solare Strahlungs­intensität, die durch Flussdichte-Messungen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt DLR bestätigt wurde, ermöglicht es, in einem solaren Reaktor Tempera­turen von über 1500 Grad Celsius zu erreichen.

Der vom Projekt­partner ETH Zürich entwickelte Reaktor produziert aus Wasser und Kohlendioxid durch eine thermo­chemische Redoxreaktion ein Synthesegas – eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Eine spezielle Fischer-Tropsch-Anlage, die vom Projektpartner HyGear entwickelt wurde, wandelt dieses Synthesegas vor Ort in Kerosin um. Im Vergleich zu fossilem Kraftstoff reduziert Sun-to-Liquid die CO₂-Emissionen um mehr als neunzig Prozent. Da sich die solare Kraftstoff­produktion am besten für Wüsten­standorte eignet, besteht keine Konkurrenz um landwirtschaftliche Nutzfläche. Den Rohstoff CO₂ soll die Anlage langfristig aus der Atmosphäre gewinnen. Die zukünftige globale Kerosin­nachfrage kann somit durch regenerative solare Kraftstoffe gedeckt werden, die mit der bestehenden Kraftstoff­infrastruktur kompatibel sind. 

Sun-to-Liquid ist ein Vier-Jahres-Projekt, das im Rahmen von Horizont 2020 – des Förder­programms für Forschung und Innovation der Euro­päischen Kommission – sowie durch das Schweizer Staats­sekretariat für Bildung, Forschung und Innovation (SBFI) gefördert wird. Projektstart war im Januar 2016, im Dezember 2019 wird das Projekt enden.

DLR / JOL

Weitere Infos

• EU-Projekt SUN-to-LIQUID, Móstoles, Spanien
• Bauhaus Luftfahrt e. V., Taufkirchen
• Institut für Solarforschung, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR, Köln