Sonntag, 5. Dezember 2021
14.06.2019 07:57
Forschung

Treibstoff aus Licht und Luft

Share on print
Share on email
Share on facebook
Share on twitter
Von: sda

Forschenden der ETH Zürich ist eine bedeutende Weltpremiere gelungen: Sie haben eine Technologie entwickelt, die aus Sonnenlicht und Luft CO2-neutrale Treibstoffe herstellt. Die Solar-Raffinerie funktioniert bereits unter Realbedingungen.

Klimaneutrales Benzin, Diesel oder Kerosin aus Luft und Licht – was in Zeiten der Klimadiskussion wie ein Menschheitstraum klingt, ist an der ETH Realität. Am Donnerstag präsentierten die ETH-Forscher in Zürich erstmals weltweit die gesamte thermochemische Prozesskette zur Herstellung der solaren Treibstoffe unter realen Bedingungen.

Die neue solare Mini-Raffinerie steht auf dem Dach des ETH-Maschinenlaboratoriums im Zentrum von Zürich. Die Anlage stellt aktuell Methan her – einen Deziliter am Tag. Sie könnte aber eine Vielzahl der heute gebräuchlichen fossilen Treibstoffe synthetisch produzieren. Die hergestellten Treibstoffe sind CO2-neutral: Bei der Verbrennung wird nur so viel CO2 freigesetzt, wie bei der Herstellung der Umgebungsluft entzogen wurde.

Kernstück und die eigentliche Neuentwicklung sind zwei Solarreaktoren, die mit gebündeltem Sonnenlicht aus einem Parabolspiegel auf 1500 Grad aufgeheizt werden. Sie wandeln CO2 und Wasser zu Syngas um, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. In einem weiteren Prozess wird Syngas zu verschiedenen Kohlenwasserstoffen verarbeitet, den heute gebräuchlichen Treibstoffen.

Das am Anfang benötigte CO2 und das Wasser werden direkt aus der Umgebungsluft gewonnen. Die Technologie stammt ebenfalls von der ETH. Als Energiequelle für den ersten Reaktionsschritt kann die Abwärme des Solarreaktors genutzt werden.

Realitätsbeweis erbracht

«Mit dieser Anlage beweisen wir, dass die Herstellung von nachhaltigem Treibstoff aus Sonnenlicht und Luft auch unter realen Bedingungen funktioniert» wird Aldo Steinfeld, Professor für Erneuerbare Energieträger an der ETH Zürich, in einer Mitteilung der ETH zitiert.

Steinfeld, der die Technologie mit seiner Forschungsgruppe entwickelt hat, weilte am Donnerstag in Madrid, wo er eine zweite Anlage der Öffentlichkeit vorstellte. Die ETH-Anlage in Spanien stellt zwar nur Syngas her, ist aber ungleich grösser als die Mini-Raffinerie in Zürich. Mit einem Solar-Turm und einem am Boden montierten Spiegel-Feld weist sie den Weg in kommerzielle Dimensionen.

Schon 2025 soll es soweit sein, wie Philipp Furler, wissenschaftlicher Mitarbeiter der ETH, in Zürich erklärte. Als technischer Direktor (CTO) des ETH-Spinoffs Synhelion entwickelt er die Forschungsanlage zu einer industriellen Produktionsanlage weiter.

Es gilt die Anlagengrösse zu vervielfachen, von 200 Kilowatt auf 40 Megawatt. Und das Sonnenlicht muss effizienter genutzt werden, um die Treibstoffe wirtschaftlich produzieren zu können. «Die Spiegel sind der Hauptkostenpunkt», erklärt Furler. Man müsse daher mit weniger auskommen. Der junge Forscher ist zuversichtlich: Der technische Weg zu einem höheren Wirkungsgrad sei bereits klar.

Interessant für die Luftfahrt

Läuft alles wie erhofft, will Synhelion in sechs Jahren die erste kommerzielle Anlage realisieren mit einer Produktionskapazität von 10 Millionen Litern Solartreibstoff im Jahr. Als Abnehmer sieht Furler in erster Linie Airlines. «Die Luftfahrt hat keine Alternativen zu den fossilen Treibstoffen», sagt er. Batterien seien für Flugzeuge zu schwer. Die Kosten von solarem Kerosin sieht Furler langfristig bei ein bis zwei Franken pro Liter. Zum Vergleich: aktuell kostet ein Liter fossiles Kerosin 50 Rappen, vor Steuern.

Eine Solaranlage von einem Quadratkilometer Fläche könnte pro Tag 20«000 Liter Kerosin produzieren. Laut den ETH-Forschenden könnte der Kerosin-Bedarf der gesamten Luftfahrt also mit einer Anlage von der Fläche der Schweiz oder einem Drittel der Mojave-Wüste in Kalifornien gedeckt werden.

Allerdings ist die Schweiz als Standort für eine industrielle Anlage ungeeignet. Notwendig sind grosse freie Flächen und eine starke und konstante Sonneneinstrahlung. Das müssen nicht zwingend Wüsten sein. Gute Voraussetzungen sind bereits in den südeuropäischen Ländern vorhanden.

Mehr zum Thema
Agrarwirtschaft

Der Begriff Inflation bezeichnet einen anhaltenden Anstieg des Preisniveaus. Verkürzt gesagt: Inflation herrscht, wenn die Preise für eine grosse Anzahl an Waren, Produkten und Dienstleistungen steigen und nicht wieder sinken.…

Agrarwirtschaft

Floristinnen erhalten mehr Lohn. - emkanicepic Die 12’000 Mitarbeitenden der sogenannten Grünen Branche erhalten mehr Lohn. Die Arbeitgeber haben sich mit dem Verband der Gärtnerinnen und Floristen auf eine Erhöhung…

Agrarwirtschaft

Barto will das Erfassen der Betriebs- und Produktionsdaten digitalisieren und Doppelspurigkeiten vermeiden. Barto nutzt die Smart-Farming-Plattform von 365FarmNet. - zvg Die Smart-Farming-Plattform hat eine Aktienkapitalerhöhung durchgeführt. Die Plattform soll damit…

Agrarwirtschaft

lid 1905 war die Schweiz weitgehend ein Agrarland. Bei 243’710 Landwirtschaftsbetrieben und 3,5 Millionen Einwohnern ergab sich laut dem Schweizer Bauernverband ein Verhältnis von 15 Einwohnern pro Landwirtschaftsbetrieb.  2020 waren…

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.

SCHWEIZER BAUER

DER SCHWEIZER BAUER AUF YOUTUBE