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Sun to Liquid: Wie mit Sonnenlicht sauberes Kerosin erzeugt wird

Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht ergeben: Treibstoff. In Spanien wird eine Anlage in Betrieb genommen, in der mit Hilfe von Sonnenlicht eine Vorstufe für synthetisches Kerosin erzeugt oder Wasserstoff gewonnen wird. Ein Projektverantwortlicher vom DLR hat uns erklärt, warum die Forschung an Brennstoffen trotz Energiewende sinnvoll ist.

Ein Bericht von veröffentlicht am
Passagierflugzeug mit Tankwagen (Symbolbild): im Moment keine Alternative zur Turbine
Passagierflugzeug mit Tankwagen (Symbolbild): im Moment keine Alternative zur Turbine (Bild: Werner Pluta/Golem.de)

Wenn die Sonne aufgeht, wird es heiß in Móstoles: 169 Spiegel fangen das Licht auf und reflektieren es auf eine kleine Öffnung auf einem 20 Meter hohen Turm. Darin steigen die Temperaturen innerhalb kurzer Zeit so an, dass Stahl schmelzen würde. In Móstoles wird aber nichts geschmolzen und auch kein Dampf erzeugt, um Generatoren zu betreiben. In der Anlage wird aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid Treibstoff, beispielsweise für Flugzeuge, erzeugt.

Inhalt:
  1. Sun to Liquid: Wie mit Sonnenlicht sauberes Kerosin erzeugt wird
  2. Wo kommt das Kohlendioxid her?
  3. Sauberer Kraftstoff für Flugzeuge und Schiffe

Aber weshalb wird in Zeiten, in der über eine Verkehrswende diskutiert wird, Geld in die Forschung für Brennstoffe gesteckt? "Für viele Anwendungen, für die wir heute flüssige, feste oder gasförmige Brennstoffe, also Erdöl, Kohle oder Erdgas nutzen, müssen wir schauen, welche Alternativen es gibt", sagt Christian Sattler im Gespräch mit Golem.de. Er leitet die Abteilung Solare Verfahrenstechnik im Institut für Solarforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln. "Das kann häufig Strom sein, etwa beim landgebundenen Transport. Manchmal eben auch nicht."

Synthetischer Treibstoff für Schiffe und Flugzeuge

Zu diesem "Manchmal" gehören Schiffe und Flugzeuge. Damit sie die Umwelt weniger schädigen, sollen sie nicht mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, sondern mit synthetisch hergestellten. Deren Vorteil: Bei ihrer Gewinnung wird saubere Energie genutzt, sie emittieren bei der Verbrennung weniger Schadstoffe - und bei der Erzeugung kann sogar Kohlendioxid gebunden werden.

Ziel des Projekts Sun to Liquid ist es zu zeigen, dass das nicht nur unter Laborbedingungen funktioniert, sondern dass solche Verfahren auch für den Betrieb in Großanlagen taugen. Solche Verfahren heißt in diesem Fall thermochemische Redox-Kreisprozesse, bei denen ein Synthesegas, bestehend aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, gewonnen wird, aus dem dann ein synthetischer Brennstoff erzeugt wird.

  • Die Solaranlage in Móstoles bei Madrid (Foto: Erik Koepf/ETHZ)
  • Die Heliostaten heizen eine Keramik auf 1.400 Grad auf. (Foto: Abel Valdenebro/Arttic)
  • In Móstoles soll die Herstellung von Synthesegas außerhalb des Labors getestet werden.  (Foto: Abel Valdenebro/Arttic)
  • Aus dem Synthesegas wird dann Kerosin erzeugt. (Foto: Erik Koepf/ETHZ)
  • In der Luftfahrt gibt es derzeit keine Alternative zur Turbine. Synthetischer Kraftstoff ist CO2-neutral, ... (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
  • ... bei der Verbrennung wird weniger Feinstaub freigesetzt. Auch Schiffe können damit sauberer werden. (Foto: Werner Pluta/Golem.de)
Die Solaranlage in Móstoles bei Madrid (Foto: Erik Koepf/ETHZ)
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Die jeweils 1,9 m x 1,6 m großen Heliostaten reflektieren das Sonnenlicht mit unterschiedlicher Intensität in die beiden auf dem Turm. Dahinter befindet sich ein Reaktor, dessen Kammer mit einem keramischen Schaum aus Ceroxid ausgekleidet ist. Die Heliostaten heizen das Innere der Kammer auf etwa 1.400 Grad auf. Bei so hohen Temperaturen gibt das Ceroxid Sauerstoff ab.

Danach werden die Heliostaten auf den zweite Receiver fokussiert. Die erste Kammer kühlt auf etwa 800 bis 1.000 Grad ab. Dann werden Wasserdampf und Kohlendioxid in die Kammer geleitet. Der keramische Schaum entzieht beiden den Sauerstoff. Übrig bleiben Wasserstoff und Kohlenmonoxid - das Synthesegas für die Herstellung von Kerosin. Beide Receiver würden im Wechsel gefahren, erläutert Sattler, "so dass man gleichzeitig Wasserstoff und Kohlenmonoxid auf der einen Seite und Sauerstoff auf der anderen generiert. Der wird, wenn man möchte, gesammelt, denn man kann ihn für einige Prozesse noch gut gebrauchen."

Der letzte Schritt, aus dem Synthesegas mittels Fischer-Tropsch-Synthese Kerosin zu machen, sei ein seit fast 100 Jahren etabliertes Verfahren in der Chemie, sagt Sattler. Dass das Verfahren funktioniert, hat die Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETHZ) in einer kleineren Anlage im Vorgängerprojekt Solarjet gezeigt.

Wo kommt das Kohlendioxid her? 
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itse 04. Jul 2018 / Themenstart

ok... cpxl.golem.de blocken hat's gebracht. forum.golem und www.golem.de wiederum sorgen...

plutoniumsulfat 21. Jun 2018 / Themenstart

Klar ist das raus. Die Antwort lautet eindeutig ja.

TöffTöff 18. Jun 2018 / Themenstart

... Leider würde sie damit aber ihr Ziel unserer Umvolkung verfehlen. Sch... Zielkonflikt!

Ach 18. Jun 2018 / Themenstart

Auf das um sich werfen mit aus-der-hohlen-Hand-Superlativen antworte ich schon gar nicht...

bofhl 18. Jun 2018 / Themenstart

Überleg' dir mal, wie viel Strom so eine Ladevorrichtung für ein Flugzeug der Größe einer...

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