DLR-Querschnittsprojekt „Future Fuels“ erforscht synthetische Kraftstoffe
Synthetische Kraftstoffe sind ein entscheidender Baustein für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende. Sie machen es möglich, Energie einfach, flexibel, effizient und nachhaltig zu speichern. Gleichzeitig sind sie leistungsfähige Garanten zukünftiger Mobilität: als Kraftstoffe für Fahrzeuge, Züge und Schiffe sowie als Treibstoff für Flugzeuge und Raketen. Die Herausforderung besteht darin, sie klimaneutral herzustellen und ihre chemischen Eigenschaften so zu gestalten, dass keine oder zumindest wesentlich weniger Schadstoffe wie Rußpartikel und Stickoxide entstehen. Elf Institute des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erforschen im nun startenden interdisziplinären DLR-Querschnittsprojekt „Future Fuels“ die Entwicklung und Anwendung synthetischer Kraftstoffe. Das Querschnittsprojekt läuft über vier Jahre und hat ein Volumen von fast 13 Millionen Euro, das aus der Grundfinanzierung des DLR stammt.
Entnahme einer Probe an der Stoßrohranlage des DLR-Instituts für Verbrennungstechnik in Stuttgart zur Charakterisierung der Verbrennungseigenschaften von Designer Fuels – Foto © DLR (CC-BY 3.0)
Energiewende voranbringen, Schadstoff- und CO2-Ausstoß senken
„Mit seinem Querschnittsprojekt ‚Future Fuels‘ leistet das DLR einen Beitrag, um zwei gesellschaftlich signifikante Herausforderungen zu lösen: im Zuge der Energiewende eine nachhaltige, sichere und wirtschaftliche Energieversorgung für Deutschland zu entwickeln und durch einen reduzierten Schadstoff- und CO2-Ausstoß den Temperaturanstieg in der Atmosphäre deutlich zu verringern“, fasst die DLR-Vorstandsvorsitzende Prof. Pascale Ehrenfreund zusammen.
Kohlenstoff und Wasserstoff sind die Grundbausteine sämtlicher Kraftstoffe. Sie sind prinzipiell auf der Erde in Form von Wasser und Luft breit verfügbar. Mittels chemischer Prozesse und elektrischer Energie gilt es, aus ihnen flüssige Kohlenwasserstoffe herzustellen, die als Ausgangsbasis für die jeweils anwendungsspezifischen „Future Fuels“ dienen.
„Synthetische Kraftstoffe haben einen doppelten Vorteil: Sie lassen sich relativ einfach in unsere vorhandene Energie- und Mobilitätsinfrastruktur integrieren und können weitgehend aus erneuerbaren Ressourcen hergestellt werden“, beschreibt Prof. Manfred Aigner, Koordinator des DLR-Querschnittsprojekt. „Das Schöne an ‚Future Fuels‘ ist, dass wir sie für den jeweiligen Einsatzzweck optimieren können“, ergänzt Projektleiter Prof. Uwe Riedel.
Ganzheitlicher und interdisziplinärer Forschungsansatz
In fünf Teilprojekten untersuchen die DLR-Forscher zum Beispiel, wie sich synthetische Kraftstoffe mit Sonnenenergie und Elektrolyseverfahren (Solar Fuels) herstellen lassen und entwickeln Konzepte für die Rückverstromung dieser Brennstoffe. Sie arbeiten an emissionsoptimierten Kraftstoffen für Verkehr und Luftfahrt (Designer Fuels) sowie fortschrittlichen „grünen Treibstoffen“ (Green Propellents) für die Raumfahrt, beispielsweise als Ersatz für das hochgiftige Hydrazin. Zudem stellen sie Systemanalysen und Technikbewertungen an, die das Thema Future Fuels aus einer ganzheitlichen Perspektive betrachten und Faktoren wie Wirtschaftlichkeit, Leistungsfähigkeit, Versorgungssicherheit und gesellschaftliche Akzeptanz miteinbeziehen.