Sommer 2030: Am Flughafen Frankfurt muss der Ferienflieger nur noch auftanken, dann ist er bereit zum Langstreckenflug. Doch in die Treibstofftanks fließt kein herkömmliches Kerosin aus fossilen Rohstoffen, sondern ein umweltfreundlicher, synthetischer Kraftstoff. Aus Sonnenenergie gewonnen, sorgt er dafür, dass auf Tausenden Kilometern Flugstrecke kein fossil gebundenes Kohlendioxid (CO2) in die Atmosphäre gelangt.
„Solartreibstoffe sind perspektivisch die umweltfreundlichste Lösung für den Langstreckenverkehr. Ein weiterer Vorteil ist, dass global keine neue Infrastruktur aufgebaut werden muss. Die bestehenden Verteilnetzwerke, Raffinerien und Triebwerke können für die Solarkraftstoffe weiterhin genutzt werden“, erklärt der Maschinenbau-Ingenieur und Geschäftsführer der Synhelion Germany, Patrick Hilger.
Synhelion ist gemeinsam mit dem Deutschen Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) und dem Solarinstitut-Jülich der Fachhochschule Aachen im Forschungsverbund SolarFuels engagiert. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben ein ehrgeiziges Ziel: Sie entwickeln die weltweit erste industrielle Anlage für solar produzierten Treibstoff. 2023, so hofft Projektleiter Hilger, wird sie im nordrhein-westfälischen Jülich in Betrieb gehen.
Sonnenlicht liefert die Energie für den Herstellungsprozess
Für die Produktion des Solarkraftstoffs nutzen die Forschenden eine regenerative Energiequelle: die Sonne. Scheint sie am Himmel, wird ihre Strahlung von Hunderten beweglicher Spiegel eingefangen, die sie gebündelt auf das obere Ende eines Solarturms leiten. Dort befindet sich ein Empfänger (auch Receiver genannt). Hier heizt die konzentrierte Sonnenstrahlung Wasserdampf auf etwa 1.200 °C auf.
Die Wärme ist wichtig für den thermochemischen Prozess zur Produktion des synthetischen Treibstoffs. Dafür wird mit dem von Synhelion entwickelten Verfahren zunächst Synthesegas hergestellt, das anschließend zu synthetischem Diesel und Kerosin weiterverarbeitet werden kann.
Bevor die erste industrielle Anlage in Betrieb gehen soll, testen die Projektpartner die drei wichtigsten Bauteile auf dem Jülicher DLR-Testgelände: den solar-absorbierenden Gas-Receiver, einen thermischen Speicher (der die Wärme für sonnenarme Stunden speichert) sowie einen sogenannten Reformierungsreaktor, in dem die ersten thermochemischen Verfahrensschritte der solaren Kraftstoffproduktion ablaufen.
Weltweiter Luftverkehr verursacht zwei bis drei Prozent des globalen CO2-Ausstoßes
Der Bedarf an klimafreundlichem Kerosin ist rund um den Globus groß, denn Flugzeuge sind für etwa zwei bis drei Prozent des weltweiten Kohlendioxid-Ausstoßes verantwortlich. Umweltfreundliche Treibstoffe können also einen großen Beitrag zum Erreichen der ambitionierten Klimaziele leisten. Mit der solaren Treibstoffanlage in Jülich ist ein erster Schritt in diese Richtung getan, weitere sollen folgen. Synhelion plant, mit seinem Verfahren bis 2040 die Hälfte des europäischen Kerosinbedarfs für den Luftverkehr zu produzieren beziehungsweise produzieren zu lassen.
Der Aufbau der Anlage in Jülich ist ein wichtiger Meilenstein, um umfassendes Know-how für solarthermochemische Anlagen zu entwickeln. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützt das Forschungsprojekt SolarFuels deshalb bis 2025 mit insgesamt 3,9 Millionen Euro.
