Der europäische Green Deal hat zum Ziel, Verkehrsemissionen um 90 % zu reduzieren, um bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Hierfür sind nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF) unerlässlich. Das EU / SERI-geförderte Projekt SUN-to-LIQUID II entwickelt eine solar thermochemische Technologie, die das Potenzial hat, nachhaltige und kostengünstige Kraftstoffe direkt aus konzentriertem Sonnenlicht, Wasser und CO2 herzustellen. Das Bauhaus Luftfahrt ist Koordinator und Forschungspartner im Verbund aus drei Forschungseinrichtungen, zwei KMU und einem Industriepartner aus fünf europäischen Ländern. Dieses Projekt baut auf den Erfolgen der Vorgängerprojekte SOLAR-JET und SUN-to-LIQUID auf.
SUN-to-LIQUID II soll die Machbarkeit des integrierten solaren Kraftstoffs im 50-kW-Maßstab demonstrieren. Das Hauptziel ist dabei,
eine Rekordeffizienz der Energieumwandlung von 15 % aus Sonnenenergie in Synthesegas zu erreichen, indem neue Konzepte und Entwicklungen im Labormaßstab (Technologiereifegrad TRL 2 – 3) in die Praxis umgesetzt werden (TRL 4 – 5). Das Projekt zielt darauf ab, das hoch konzentrierende Heliostat- und Turmsystem zu optimieren, neuartige 3D-strukturierte Reaktanten zu entwickeln und zu integrieren und eine Hochtemperatur-Wärmerückgewinnung zu implementieren. Detaillierte Systemanalysen untersuchen ein Modell zukünftiger kommerzieller Solaranlagen im Multi-Megawatt-Maßstab, um die Lebenszyklusemissionen, die Kosten und die kommerzielle Rentabilität zu bewerten. Es wird erwartet, dass SUN-to-LIQUID II bedeutende Fortschritte und klare Handlungsempfehlungen liefert, um insbesondere im Luftverkehr das Potenzial zur kosteneffizienten und starken Treibhausgas-Emissionsreduktion zu heben, das technisch über den voraussichtlichen künftigen Bedarf hinaus skalierbar ist.
Die SUN-to-LIQUID II-Ambition
Die angestrebte Energieeffizienz von 15 % bei der Umwandlung von konzentriertem Sonnenlicht in Synthesegas soll vor allem durch 3D-gedruckte strukturierte Reaktanten und ein fortschrittliches Wärmemanagement erreicht werden.
Methodik und Konzept
Schema eines Redoxzyklus, der konzentrierte Sonnenenergie in flüssigen Kohlenwasserstoff- Kraftstoffen speichert, die aus H2O und CO2 hergestellt werden. Diese Umkehrung der Verbrennung wird durch einen zweistufigen thermochemischen Zyklus bei hohen Temperaturen erreicht.
Glossar: SAF sustainable aviation fuel / nachhaltiger Flugkraftstoff, CO2 carbon dioxide / Kohlenstoffdioxid, SMEs / KMU small and medium-sized enterprises / kleine und mittelständische Unternehmen, TRL technology readiness level / Technologiereifegrad
Funded by the Euopean Union: SUN-to-LIQUID II, HORIZON EUROPE and SERI co-funded this project (SERI: State Secretariat for Education, Research and Innovation, Federal Department of Economic Affairs, Education and Research, Swiss Confederation).