DECHEMA: Verbrennung deutlich sauberer als bei konventionellen Kraftstoffen
Synthetisches Kerosin aus Luft und Strom setzt bei der Verbrennung deutlich weniger schädliche Rußvorläufer frei als herkömmliches. Das ist das Ergebnis einer vom BMBF geförderten Studie aus dem Kopernikus-Projekt Power-to-X (P2X) – so eine DECHEMA-Medienmitteilung. Dazu hat das DLR-Institut für Verbrennungstechnik erstmals synthetisches Kerosin aus der P2X-Versuchsanlage des Kopernikus-Projekts (siehe solarify.eu/co2-neutrales-benzin-aus-luft-und-strom) auf seine Zusammensetzung und Verbrennungseigenschaften untersucht. Die DECHEMA hat die inzwischen in Fuel Processing Technology veröffentlichte Untersuchung koordiniert.
Der synthetische Kraftstoff ist nicht nur klimafreundlich und erfüllt die gesetzlich vorgeschriebenen Verbrennungseigenschaften, sondern setzt zudem noch 30- bis 100-mal weniger Rußvorläufer frei als bisheriges Kerosin. Diese Schadstoffe entstehen als Zwischenprodukte in der Verbrennung. So enthält das synthetische Kerosin keine nennenswerten Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen, die bei herkömmlichem einen Großteil der Rußbildung verursachen.
Damit können synthetische Kraftstoffe nicht nur erheblich zur CO2-, sondern auch zur Schadstoff-Minimierung im Luftverkehr beitragen. Möglich sind diese guten Ergebnisse durch das besondere Verfahren der Kerosin-Produktion in der P2X-Versuchsanlage, die Partner im Kopernikus-Projekt P2X im August 2019 als weltweit erste containerbasierte integrierte Anlage in Betrieb genommen haben. In vier Schritten stellt sie synthetischen Kraftstoff allein aus Luft und Strom her. Zukünftig könnten Anlagen wie diese z.B. in wind- und sonnenreichen Gegenden aus grünem Strom flexibel erneuerbare Kraftstoffe produzieren, die konventionelles Kerosin, Diesel oder Benzin ersetzen können.
Die P2X-Versuchsanlage vereint vier innovative Technologien von Partnern aus Forschung und Industrie in einer Prozesskette:
- Zunächst filtert die Anlage CO2 aus der Umgebungsluft, um es anschließend für die Herstellung von Kraftstoff zu nutzen. Die Technik dafür entwickelte Climeworks, ein Spin-off der ETH Zürich.
- Den Hochtemperatur-Co-Elektrolyseur für den nächsten Schritt entwickelte das Technologieunternehmen Sunfire. Er spaltet das CO2 der Luft zusammen mit Wasserdampf in Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das sogenannte Synthesegas.
- Aus dem Synthesegas werden im dritten Prozessschritt Kohlenwasserstoff-Ketten gebildet (Fischer-Tropsch-Synthese). In den von INERATEC entwickelten mikrostrukturierten Reaktoren kann dies sehr effizient durchgeführt werden, da die Oberfläche für die Reaktion deutlich vergrößert ist. Während der Reaktion entsteht Dampf, der an anderen Stellen in der Prozesskette genutzt werden kann.
- Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) integrierte das Modul für den vierten und letzten Schritt in die Prozesskette. Beim sogenannten Hydrocracken werden die zu langen Kohlenwasserstoffketten gespalten und so die Qualität und die Ausbeute an dem gewünschten Produkt erhöht.
Die Kopernikus-Projekte
Die Kopernikus-Projekte bilden eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zur Energiewende. Ihr Ziel ist es, eine saubere, sichere und bezahlbare Energieversorgung für Deutschland zu ermöglichen. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) entwickeln sie ganzheitliche Lösungen zum Erreichen der Klimaziele: In allen Projekten arbeiten Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft zusammen. Über zehn Jahre erarbeiten sie bis 2025 klimafreundliche Lösungen bis zur Anwendung im industriellen Maßstab.
Das Kopernikus-Projekt P2X untersucht Technologien, die erneuerbare Energie, CO2 und Wasser in andere Energieformen umwandeln, zum Beispiel in Kraft- und Kunststoffe, in Wärme und Gase, Chemikalien und Kosmetika.
->Quellen und mehr:
- dechema.de/21_2020+PTX+Kerosin-p-2015466
- kopernikus-projekte.de/p2x
- doi.org/j.fuproc.2019.05.015
- elab2.kit.edu/index.php
- youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo
- kit.edu/kohlendioxidneutrale-kraftstoffe-aus-luft-und-strom
- kopernikus-projekte.de/power-to-x
- climeworks.com/our-technology
- sunfire.de/power-to-x-sunfire-nimmt-erste-co-elektrolyse-in-betrieb-und-startet-die-skalierung
- ineratec.de/p2x-kopernikusprojekt