00:39 27 Januar 2020
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    Fossile Energieträger führen zur Freisetzung von Kohlenstoffdioxid. Erneuerbare Energien liefern allerdings häufig sogenannten Überschussstrom, der ungenutzt verpufft. In der Raffinerie Heide soll nun dieser Energierest in einem Projekt Wasser und aufgefangenes Kohlenstoffdioxid in synthetisches und klimaneutrales Kerosin umwandeln.

    Kraftstoffe aus der Luft gewinnen? Was vor wenigen Jahren noch ungewöhnlich klang, wird heute von einigen Forschungseinrichtungen verfolgt. Wird die Synthese an erneuerbare Energien gekoppelt, bezeichnet man die entstehenden Kraftstoffe gerne als „grün“. Damit soll zum Ausdruck kommen, dass sie CO2-neutral sind, also das CO2, was bei ihrem Verbrauch freigesetzt wird, vorher eingefangen wurde und die Bilanz für das Klima also null ist.

    Einer der Akteure auf diesem Feld ist das Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität (IKEM). Unter der Leitung des Advanced Energy Systems Institute (AES) und der Universität Bremen sowie mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft erforscht es die Herstellung von grünem Kerosin. Die Energie für die Synthese soll dabei aus Überschussstrom von Windkraftanlagen stammen, der derzeit ungenutzt verpufft.

    „KEROSyN100 ist ein Forschungsprojekt, in dem wir gemeinsam mit der Raffinerie Heide und weiteren Partnern in der Region Heide versuchen erstmalig einen neuen chemischen Prozesse – komplett synthetisches Kerosin herzustellen, das dann zu 100 Prozent aus Erneuerbaren stammt“, skizziert Simon Schäfer-Stradowsky, IKEM-Geschäftsführer, das Vorhaben im Gespräch mit Sputnik.

    Kerosin aus Luft und Wasser – aus überschüssiger Windkraft

    Als Ausgangsstoffe für den Prozess dienen dabei Wasser und Kohlenstoffdioxid, die über mehrere Prozessschritte in Kerosin umgewandelt werden. Im ersten Schritt wird Wasser mit dem Elektrolyseverfahren in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten und der Wasserstoff gesammelt. Parallel dazu wird CO2 aus einer CO2-Quelle abgesaugt. Hier könnten laut Schäfer-Stradowsky CO2-intensive Prozesse infrage kommen, etwa die Produktion von Zement in Zementfabriken oder Biomassevergärung. Das CO2 wird dann mit dem Wasserstoff gemischt und der nächste Prozessschritt läuft ab, die Methanol-Synthese. In einem weiteren Schritt schließlich, dem sogenannten „Olefin to Jet“-Prozess wird das Methanol in Kerosin umgewandelt. Jeder der Schritte soll über Windenergie umgesetzt werden.

    Hinsichtlich der Effizienz lasse sich noch nicht viel sagen, denn das Projekt stehe noch recht am Anfang, bemerkt Schäfer-Stradowsky. Der Elektrolyseprozess ist mit einem Wirkungsgrad von 80 Prozent recht hoch, in den anderen Prozessschritten muss die Effizienz allerdings noch gesteigert werden. „Es wäre sicherlich gut, wenn wir einen Wirkungsgrad von 50 Prozent erreichen“, deutet der IKEM-Geschäftsführer das Ziel an. Zudem müsste der Prozess dann für die industrielle Produktion hochskaliert werden.

    Flugverkehr komplett umstellen: 180 bis 200 Terrawattstunden im Jahr

    Gesetzt, das wird erreicht, würde der Überschussstrom beim ernsthaften Versuch, den Flugverkehr auf Kerosyn umzustellen, nach aktuellem Stand nicht reichen, es müsste ein Zubau der regenerativen Energien erfolgen. Eine grobe Berechnung Schäfer-Stradowskys für den ungefähren Flugverkehr Deutschlands ergibt: „Dann bräuchte man eine Größenordnung der heute schon installierten Wind- und Solar-Anlagen." Alternativ ausgedrückt müsste ein weiteres Drittel des heutigen Strombedarfs hinzukommen oder 180 bis 200 Terrawattstunden im Jahr.

    Eine Reihe gesetzlicher Hürden ist noch zu überwinden

    Es gebe aber auch viele rechtliche Hürden auf diesem Weg. Nach der American Society for Testing and Materials etwa dürfe synthetisches Kerosin nur in bestimmten Prozentsätzen natürlichem beigemischt werden – auch wenn sie von der chemischen Struktur identisch sind.

    „Der 100-prozentige Einsatz von synthetischem Kerosin ist derzeit noch nicht erlaubt“, so Schäfer-Stradowsky. Auch bei der Gewinnung des Kohlenstoffdioxids seinen noch viele rechtliche Fragen offen. Und außerdem sei noch die Frage unbeantwortet: „Wie kommen wir an den erneuerbaren Strom ran? Ich kann nicht den Windpark per Direktleitung mit der Raffinerie verbinden, sondern ich muss regional erneuerbaren Strom einsammeln können – und das sieht die Regulierung derzeit nicht vor“, so der IKEM-Geschäftsführer.

    Der Projektgeber für KEROSyN100 ist das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi). Der Zeitrahmen des Projekts ist 2018-2021.

    Das Interview mit Simon Schäfer-Stradowsky in voller Länge:

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    Tags:
    Deutschland, Flugverkehr, Flugzeuge, Kerosin, Solarenergie, Windkraftanlagen, Windkraftwerk, Wasserstoff, erneuerbare Energien, Erneuerbare Energien