Mit der Pilot-Anlage will das BMVI die Markteinführung strombasierter Kraftstoffe beschleunigen. Das Vorhaben ist Teil des BMVI-Gesamtkonzepts zur Förderung alternativer Kraftstoffe, um deren Entwicklung und Herstellung zu unterstützen.

Was versteht man unter strombasiertem Kersoin?

Strombasierte Synthetik-Kraftstoffe, auch Power-to-Liquid-Kraftstoffe (PtL) genannt, werden chemisch aus Wasserstoff und Kohlendioxid hergestellt. Strombasiert sind sie, weil der benötigte Wasserstoff mit Strom durch Wasserelektrolyse gewonnen wird. Das Kohlendioxid stammt aus der Luft oder anderen Quellen, wie beispielsweise Biomasse, Müllverbrennungsanlagen oder Zementwerken. Die gewonnenen Kohlenwasserstoffe werden dann zu Benzin oder Kerosin aufbereitet. Mit Strom aus erneuerbaren Energien lassen sich diese Kraftstoffe klimaneutral produzieren.

Power-to-Liquid-Kraftstoffe sind Teil der Wasserstoffstrategie der Bundesregierung

Der grosse Vorteil synthetischer, flüssiger Kraftstoffe ist ihre sehr hohe Energiedichte. Daher sind sie insbesondere für den Flug- und Schiffsverkehr geeignet. Zudem lassen sie sich direkt in den Verbrennungsmotoren und in Turbinen bestehender Flotten einsetzen. In der Nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung zählen Synthetik-Kraftstoffe zu den wichtigen Bausteinen für moderne und nachhaltige Mobilitätssysteme.

Der deutsche Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur, Andreas Scheuer ist überzeugt, dass mit dem Umstieg auf strombasiertes Kerosin im Luftverkehr Millionen Tonnen an CO2-Emissionen eingespart werden können. «Strombasierte Kraftstoffe werden derzeit noch nicht in marktfähigen Mengen produziert. Deshalb haben wir das DLR beauftragt, gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie eine Produktionsanlage zu konzeptionieren, damit wir den Kraftstoff wirtschaftlich produzieren und schneller in den Einsatz bringen können. Denn unser Ziel ist es, klimaneutral zu fliegen», so Scheuer.

Konzept für die Pilot Anlage

Federführend erarbeitet das DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart gemeinsam mit der Technischen Universität Hamburg und der Firma John Brown Voest aus der Griesemann Gruppe im Rahmen der Studie ein Konzept für die Pilot-Anlage. Dazu zählen geeignete Herstellungsverfahren, Produktionsketten sowie die technische Ausstattung. Wichtige Planungskriterien sind Grösse, Kosten und Standortfaktoren.

Das DLR führt diese Vorstudie im engen Dialog mit Akteuren aus Industrie und Wissenschaft durch. In einem Stakeholder-Workshop am 21.01.2021 sprachen die Beteiligten über Anforderungen an Produktionsanlagen für strombasierte Kraftstoffe.

Grosse Mengen machen synthetische Kraftstoffe rentabel

«Synthetische Treibstoffe können ein Baustein auf dem Weg in eine klimaneutrale Mobilität der Zukunft sein. Noch ist deren Herstellung aufwändig und teuer. Aber die Zeit zu handeln ist jetzt. Und das gehen wir mit dieser Anlage an», so Prof. Karsten Lemmer, DLR-Vorstandsmitglied für Energie und Verkehr. Synthetische Kraftstoffe rentabel zu machen, bedeutet grosse Mengen zu produzieren und in das bestehende Energie- und Mobilitätssystem zu integrieren. Herausfordernd ist dabei, die gesamte Prozesskette im Blick zu haben.

Pilot-Anlage ist auf jährlich 10.000 Tonnen klimaneutrales Kerosin und Benzin ausgelegt

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ermitteln zunächst, wie grosstechnische Anlagen mit Produktionsmengen bis zu 10’000 Tonnen pro Jahr zu einer zeitnahen und wirtschaftlichen Markteinführung synthetischer Kraftstoffe beitragen können. «Weltweit existiert noch keine Gesamtanlage, die strombasierte Kraftstoffe normgerecht im industriellen Massstab liefern kann. Daher gibt es auch noch keine Erfahrungen auf dem kommerziellen Sektor», so Prof. Manfred Aigner, Projektleiter und Direktor des DLR-Instituts für Verbrennungstechnik.

Entwicklungsplattform für Schlüsselkomponenten und -technologien

Die Pilot-Anlage soll gleichzeitig als Entwicklungsplattform dienen, um Verfahrenstechniken weiterzuentwickeln. Dabei wollen die Forscherinnen und Forscher Schlüsselkomponenten identifizieren sowie intelligent verschaltete Systemelemente gezielt aufeinander abstimmen. In Forschungsmodulen lassen sich unterschiedliche Einzelprozesse gezielt erproben, optimieren und miteinander verbinden. In der Gesamtanlage können so strombasierte Synthetik-Kraftstoffe mit unterschiedlichen Verfahrensketten herstellt werden.

Die Entwicklungsplattform soll für Forschungseinrichtungen, mittelständischen Unternehmen und der Industrie zur Verfügung stehen, um weitere Technologien zu erproben und voranzutreiben.