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SUN-to-LIQUID: Solares Kerosin aus Sonnenlicht, Wasser und CO2

Die Umstellung von fossile auf erneuerbare Kraftstoffe ist eine der wichtigsten Herausforderungen der Zukunft. Forscher wollen mit dem Projekt SUN-to-LIQUID erneuerbares Kerosin aus Wasser und CO2 durch konzentriertes Sonnenlicht produzieren.

Temperaturen von über 1500 Grad im solaren Reaktor

Im Vorgänger-Projekt SOLAR-JET entwickelten die Forscher die Technologie und produzierten erstmals solares Kerosin unter Laborbedingungen. Das 2016 gestartete SUN-to-LIQUID brachte diese Technologie auf die nächste Entwicklungsstufe: Dafür wurde auf dem Gelände des IMDEA Energy Instituts im spanischen Móstoles eigens für das Projekt eine einzigartige Solaranlage errichtet. "Ein der Sonne folgendes Heliostatenfeld konzentriert das Sonnenlicht um den Faktor 2500, das entspricht der dreifachen Konzentration im Vergleich zu Solaranlagen, die derzeit zur Energiegewinnung eingesetzt werden", erklärt Dr. Manuel Romero von IMDEA Energy die Funktionsweise. Die sehr hohe solare Strahlungsintensität ermöglicht Temperaturen von über 1500 Grad Celsius.

Solarforscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)  entwickelten ein Flussdichte-Messsystem, das es ermöglicht, die Intensität der hochkonzentrierten Sonnenstrahlung direkt vor dem Reaktor bei minimaler Unterbrechung des Betriebs zu vermessen. Der vom Projektpartner ETH Zürich entwickelte Reaktor produziert aus Wasser und CO2 durch eine thermochemische Redoxreaktion ein sogenanntes Synthesegas - eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Eine spezielle Fischer-Tropsch-Anlage, die vom Projektpartner HyGear entwickelt wurde, wandelt dieses Synthesegas vor Ort in Kerosin um.

Dem Ziel einen Schritt näher gekommen

"Die SUN-to-LIQUID-Reaktortechnologie und die integrierte chemische Anlage wurden unter den typischen Bedingungen für eine industrielle Kraftstoffproduktion validiert", betont Professor  Aldo Steinfeld von der ETH Zürich, der die Entwicklung des solarthermochemischen Reaktors leitet. Im Vergleich zu fossilem Kraftstoff reduziert SUN-to-LIQUID die CO2-Emissionen laut den beteiligten Wissenschaftlern um mehr als 90 Prozent. Da sich die solare Kraftstoffproduktion am besten für Wüstenstandorte eigne, bestehe keine Konkurrenz um landwirtschaftliche Nutzfläche. Die zukünftige globale Kerosinnachfrage könne somit durch regenerative solare Kraftstoffe gedeckt werden, die mit der bestehenden Kraftstoffinfrastruktur kompatibel sind.

Eine Solaranlage von einem Quadratkilometer Fläche könnte pro Tag 20.000 Liter Kerosin produzieren. Theoretisch kann man mit einer Anlage auf der Fläche der Schweiz oder eines Drittels der Mojave-Wüste in Kalifornien den Kerosin-Bedarf der gesamten Luftfahrt decken. "Die Demonstration dieser Technologie könnte große Auswirkung auf den Transportsektor haben, speziell für die Luftfahrt und die Schifffahrt, die auf langen Strecken weiterhin auf flüssige Kraftstoffe angewiesen bleiben", so Projektkoordinator Dr. Andreas Sizmann von Bauhaus Luftfahrt. "Wir sind dem Ziel, von einem Energie-Einkommen nachhaltig zu leben, anstatt unser fossiles Energie-Erbe zu verbrennen, einen Schritt nähergekommen." (aho)  

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