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Ökonomie und Emissionsbilanz solarthermischer Kraftstoffe

Im Rahmen des EU-Forschungsprojekts SOLAR-JET1 ist es gelungen, das weltweit erste „solare“ Kerosin zu produzieren. Unter der Leitung von Bauhaus Luftfahrt, das auch das gesamte Projekt koordiniert hat, wurde das ökonomische und ökologische Potenzial des Kraftstoffpfads untersucht.2

Als wichtigste Einflussgrößen auf die Ökonomie und Ökologie der solarthermischen Kerosinherstellung wurden ein geeigneter Standort mit hoher Sonneneinstrahlung und die Steigerung des thermochemischen Wirkungsgrads identifiziert. Weiterhin haben die Aufwendungen für Konstruktion und Betrieb der Anlage einen großen Einfluss auf die Produktionskosten.

Für eine Anlage zur Herstellung von 1000 bbl. solaren Kerosins pro Tag, die ausschließlich Solarenergie nutzt und CO2 aus der Luft gewinnt, werden Produktionskosten von 2,2 € pro Liter Kerosin bei einem Ausstoß von 0,5 kg CO2-Äquivalenten abgeschätzt, was einer Treibhausgasreduktion von 80 % gegenüber konventionellem Kerosin entspricht.

Dient ein modernes Gaskraftwerk als CO2-Quelle, können die Kosten zwar leicht gesenkt werden, die Emissionsbilanz des Kraftstoffs ist dann jedoch schlechter als die der konventionellen Referenz. Bei weiteren Effizienzsteigerungen der Technologien und optimalen Standortbedingungen erscheinen Produktionskosten von 1,3 € pro Liter für einen nahezu CO2-neutralen Kraftstoff erreichbar.

Es konnte somit gezeigt werden, dass solare Kraftstoffe ein hohes ökonomisches und ökologisches Potenzial besitzen. Die Weiterentwicklung des Prozesses erfolgt im Rahmen des EU-geförderten Folgeprojekts SUN-to-LIQUID.1

 

1 Das Projekt SOLAR-JET (Solar chemical reactor demonstration and Optimization for Long-term Availability of Renewable JET fuel) wird von der Europäischen Union im 7. Forschungsrahmenprogramm (FP7/2007-2013) unter der Fördernummer 285098 gefördert und das Projekt SUN-to-LIQUID (Integrated solar-thermochemical synthesis of liquid hydrocarbon fuels) im Horizon-2020-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation unter der Fördernummer 654408.
2 C. Falter, V. Batteiger, A. Sizmann, „Climate Impact and Economic Feasibility of Solar Thermochemical Jet Fuel Production“, Environmental Science and Technology, 50(1), pp 470-477, 2016

  • Energiebilanz der solaren Kraftstoffherstellung: Die Energiebilanz zeigt den Bedarf an Wärme und Strom der einzelnen Prozessschritte. Der weitaus größte Teil der Energie ist für die Konzentration der Solarenergie und den thermochemischen Prozess nötig.Energiebilanz der solaren Kraftstoffherstellung: Die Energiebilanz zeigt den Bedarf an Wärme und Strom der einzelnen Prozessschritte. Der weitaus größte Teil der Energie ist für die Konzentration der Solarenergie und den thermochemischen Prozess nötig.
  • Verteilung der Investitionskosten und CO2-Emissionen: a) Der Großteil der Investitionskosten geht zurück auf die Konzentration des Sonnenlichts. b) CO2 aus der Atmosphäre kompensiert 80 % der Treibhausgas-Emissionen, die überwiegend bei der Verbrennung des solaren Kraftstoffs entstehen.Verteilung der Investitionskosten und CO2-Emissionen: a) Der Großteil der Investitionskosten geht zurück auf die Konzentration des Sonnenlichts. b) CO2 aus der Atmosphäre kompensiert 80 % der Treibhausgas-Emissionen, die überwiegend bei der Verbrennung des solaren Kraftstoffs entstehen.