Benutzer:TRx340/Power-to-Fuel
Das Verfahren basiert auf der Hochtemperatur-Elektrolyse von sunfire GmbH in Dresden. Mithilfe von erneuerbarem Strom, CO2 aus der Luft und Wasser ist es möglich, synthetisches Erdgas (Power-to-Gas) oder Erdölersatz (Blue Crude) und daraus synthetische Kraftstoffe wie Benzin, Diesel oder Kerosin zu erzeugen (Power-to-Fuel). Eine weltweit einzigartige Demonstrationsanlage steht auf dem Firmengelände von sunfire. Im Frühjahr 2015 erzeugte die Anlage erstmals synthetischen Dieselkraftstoff.
Die bestehende Energiewirtschaft basiert auf der Verbrennung fossiler Energieträger. Dabei ist Erdöl in seiner Eigenschaft als Flüssigkeit mit hoher Energiedichte insbesondere im Mobilitätssektor sehr kostbar. Es lässt sich mit der existierenden Infrastruktur hervorragend speichern, verladen und transportieren. Der Klimawandel und die Endlichkeit der fossilen Energiereserven erfordern jedoch erneuerbare Energieträger. Daher müssen Substitute für Erdöl entwickelt werden. Power-to-Fuel bietet einen wirtschaftlich sinnvollen und technisch realisierbaren Weg für eine Kreislaufwirtschaft, in der qualitativ hochwertige und mit bestehenden Kraftstoffsystemen kompatible Kraftstoffe (-CH2-) aus Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O) hergestellt werden. Der entscheidende Faktor der Umwandlung ist die Effizienz. Durch den Einsatz der Hochtemperatur-Dampfelektrolyse wird ein Wirkungsgrad von ca. 70% erreicht, d.h. dieser Anteil der eingesetzten Elektroenergie wird als Heizwert im Kraftstoff gespeichert.
Produktionsverfahren in drei Schritten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen kehrt sunfire den Verbrennungsprozess um. Den Verbrennungsprodukten CO2 und H2O wird Sauerstoff entzogen. Anschließend werden sie zu Kraftstoffen synthetisiert. Das bedeutet im Detail (1) Hochtemperatur-Elektrolyse, also der Aufspaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff durch Einsatz von Ökostrom, (2) der reversen Wasser-Gas-Shift-Reaktion (Konvertierung), also der Reduzierung von CO2 mit Wasserstoff aus dem ersten Schritt zu Kohlenmonoxid für die (3) Synthese. Das Synthesegas (CO und H2) wird in der Fischer-Tropsch-Synthese zu einer Mischung aus Benzin, Diesel, Kerosin, Wachsen und anderen Rohprodukten für Raffinerien oder die Chemieindustrie.
Erneuerbare Rohstoffe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Als Rohstoffe dienen somit Wasser und CO2, das aus Industrie- oder Biogasanlagen stammt oder direkt aus der Luft nach dem Direct-Air-Capturing-Verfahren der Schweizer Climeworks AG gewonnen werden kann. Neben CO2 und Wasser wird erneuerbarer Strom benötigt, um die Elektrolyse und Konvertierung durchführen zu können. Die Synthese am Ende des Prozesses läuft von selbst ab und benötigt keine Zufuhr von Elektroenergie. Bei ihr wird vielmehr Wärme frei (Exothermie), die wiederum zur Dampferzeugung für die Elektrolyse genutzt wird.
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Schweiz, Bundesplatz Bern, 18. Juni 2015: Anlage von Climeworks AG zur Abscheidung von CO2 aus der Luft im Direct-Air-Capturing-Verfahren.
Ökobilanz[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die Universität Stuttgart hält in ihrem jüngsten Ökobilanzbericht fest, dass durch synthetische Treibstoffe, wie sie von der Dresdner Firma sunfire GmbH unter dem Namen Blue Crude hergestellt werden, unter den richtigen Bedingungen bis zu 85% an CO2 eingespart werden können! Voraussetzung dafür ist, dass die zur Herstellung verwendete Energie aus erneuerbaren Quellen stammt und dass das dabei verwendete CO2 aus der Luft gefiltert wird, wie es bei Climeworks AG mit ihren CO2-Kollektoren der Fall ist.
Verwendungsgebiete Blue Crude[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Unter Blue Crude fasst sunfire alle Kohlenwasserstoffe zusammen, die in der Anlage produziert werden können. Aufgetrennt, können neben Rohdiesel auch Rohnaphtha und Wachse, etwa für die Chemieindustrie produziert werden.
Verwendungsgebiete CO2 aus der Luft[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
CO2 aus der Luft ist vielseitig einsetzbar. Als Bestandteil von synthetischen Treibstoffen, in der Getränkeindustrie zum versetzen von Wasser mit Sprudel, in der Nahrungsmittelindustrie beim Abpacken unter CO2 von frischem Gemüse und Fleisch zum Schutz vor Oxidation und Bakterien. In Gewächshäusern gilt CO2 aus der Luft als ideale Düngemittelquelle.