Bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe über das Power-to- Liquid(PtL)-Verfahren stellt sich die Frage nach der Kohlenstoffverfügbarkeit in den benötigten Mengen; perspektivisch soll diese durch die Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft gesichert werden. Andererseits erfordert die Herstellung biogener Kerosine erhebliche Mengen an Wasserstoff, je nach Herstellungsverfahren entsteht zudem CO2 als Nebenprodukt. Eine einfache Kopplungsmöglichkeit ist die Substitution von konventionellem Wasserstoff, der für Aufbereitungsprozesse in Bioraffinerien benötigt wird, durch nachhaltig erzeugten Wasserstoff. Tiefgreifendere Synergien ergeben sich für Produktionsverfahren, in denen erneuerbare Wärme, der bei der Elektrolyse freigesetzte Sauerstoff oder bei der Biomassekonversion anfallende Kohlenstoffströme für die Kerosinproduktion genutzt werden.
mit PtX-Konzepten deutlich verbessern.
Ein typisches Beispiel sind sogenannte PBtL-Prozesse, bei denen die Elektrolyseprodukte H2 und O2 genutzt werden, um Biomassevergasungsverfahren (BtL) effizienter zu gestalten. Am Bauhaus Luftfahrt wird das Integrationspotenzial einer hydrothermalen Verflüssigung (HTL) von Biomasse mit einem PtL-Verfahren untersucht.
Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Kohlenstoffbilanz des HTL-Prozesses erheblich verbessert, da anfallende CO2-Ströme über den PtL-Prozess genutzt werden und sich dadurch die Produktausbeute erhöht. Abhängig von den Kosten für den eingesetzten erneuerbaren Strom können die Kraftstoffproduktionskosten allerdings deutlich ansteigen. Die Kopplung von fortgeschrittenen Biomassekonversionsverfahren mit Grünem H2 eignet sich also besonders für Standorte, die sowohl eine hohe Biomasseverfügbarkeit als auch gute Bedingungen für die erneuerbare Stromproduktion aufweisen.
Flussdiagramm für eine Kraftstoffproduktion durch HTL gekoppelt mit PtL
Für die Kopplung von HTL und PtL ergeben sich mehrere Synergien: CO2 aus der HTL-Gasphase dient als Rohstoff für den PtL-Prozess; Wasserstoff und Sauerstoff können für die Kraftstoff- und Abwasseraufbereitung genutzt werden.
Abwägung zwischen Emissionen und Kraftstoffproduktionskosten
Die Kohlenstoffeffizienz wird in einem integrierten HTL-Prozess deutlich verbessert. Allerdings können die Produktionskosten in Abhängigkeit von den Stromkosten erheblich ansteigen.
