Synthetische Treibstoffe: Wirkungsgrad-Erfolg!

Synthetische Treibstoffe, genannt e-Fuels, auf Basis erneuerbarer Energien, sind unabdingbar für einen CO2 armen Flugverkehr, insbesondere auf der Langstrecke.

Jetzt will Veolia und LIPOR  eine große e-Fuels Anlage in Portugal bauen. Hier die PM:

One of the first synthetic eFuel production units in Europe could be implemented at LIPOR’s Energy Recovery Plant, nearby Porto. With an innovative technology configuration and design, it is set to revolutionize the waste-to-energy industry while simultaneously decarbonizing the aviation sector.






An interdisciplinary consortium, formed by LIPOR (Intermunicipal Waste Management of Greater Porto), P2X Europe and Veolia is launching feasibility studies for a fully integrated industrial-scale Power-to-Liquid (PtL) facility at the Maia Energy Recovery Plant (Waste-to-Energy, WtE).

The project will allow the production of green synthetic eFuel for the aviation industry from the CO2 captured from the waste gas stream of the WtE plant combined with green hydrogen. In a first phase, up to 100.000 tons of captured biogenic CO2 will be recycled for conversion into eFuels and ultimate upgrading into synthetic green end products, such as drop-in eKerosene, eDiesel and specialty chemical products.

The envisaged Carbon capture and utilisation (CCU) implementation at LIPOR’s Energy Recovery Plant consists of capturing, extracting and purifying the biogenic part of CO2, present in about 60% of the carbon dioxide emissions generated as a result of the incineration process.

As part of the highly innovative PtL project, CCU technology can be seamlessly integrated into the existing energy recovery plant, resulting in near-zero - or even negative - CO2 emission power generation, thus significantly improving the environmental and energy balances of municipal waste incineration.

This initiative is therefore a decisive strategic step for LIPOR in achieving its mission of transforming municipal waste into new resources through the implementation of innovative and circular practices.

It sets a milestone in the WtE industry as it moves away from the linear “take-make-use-dispose” model and offers a ground-breaking alternative to accelerate the world’s transition to a credible circular economy, which is fully in line with Portugal’s energy and climate policies and the country’s ambition to achieve Carbon Neutrality latest by 2050.

Wie stark wird sich das Fliegen mit CO2-Reduktion verteuern? Da e-Flugzeuge auf der Langstrecke problematisch sind, Wasserstoff-Flugzeuge auch Nachteile wie hohe Kosten und Tank-Platzbedarf aufweisen könnten synthetisches Kerosin oder e-Kerosin eine Alternative sein!

In einer Studie der ETH Zürich, veröffentlicht in Nature,  untersuchten Wissenschaftler die Eignung von e-Fugzeugtreibstoffen.

Es wurde eine Pilotanlage gebaut, welche aus Sonnenlicht und CO2 aus der Luft, CO2-neutrale-Treibstoffe in einem eigens entworfenen "Solarreaktor" produziert wurden. 

Der schweizer Solarreaktor erzeugt demnach synthetische flüssige Treibstoffe. CO2 und Wasser werden direkt aus der Umgebungsluft abgeschieden und mit Solarenergie aufgespalten. Das Ergebnis:  Syngas, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, die anschließend zu Kerosin, Methanol oder anderen Kohlenwasserstoffen verarbeitet wird.

Prozessanalysen zeigen, dass der Treibstoff bei einer Produktion im industriellen Maßstab in sonnenreichen Gebieten 1,20 bis 2 Euro pro Liter kosten würde.  

Aus meiner Sicht wäre dieser Preis schon sehr interessant. In Zukunft kann man mit einem Kerosinverbrauch von 2,5 Litern auf 100 km je Passagier rechnen. Akltuell kostet Kerosin pro Liter etwa 0,5 EUR. Das bedeutet bei einem 1000 km Flug würden die Kerosinkosten pro Passagier und Flugticket sich um 7-15 EUR erhöhen. Frankfurt-New-York wären dann vermutlich 60 EUR teurer! Da hier zusätzlich vermutlich CO2 Zertifikate entstehen, könnte das interessant werden und den Flugverkehr entkarbonisieren. Das dürfte den Flugzeugbauern gut helfen!

Der e-Treibstoff oder Power-To-Liquid Hersteller Prometheus Fuels meint den e-Fuels-Wirkungsgrad Durchbruch geschafft zu haben. Bis heute gelten e-Fuels als problematisch, denn die Umwandlung von Erneuerbaren Strom in Wasserstoff (aus Wasser)  durch Elektrolyse und dessen Verbindung mit Kohlenstoff, idealerweise aus Co2 aus der Atmosphäre gilt bislang als schwierig, zu viel Energie geht in jedem Prozessschritt verloren! Die Alternative des batteriebetriebenen Antriebs scheint bisher  in einer Well-to-Wheel Betrachtung klar für die Batterie zu sprechen! 

Was macht Prometheus denn anders?

1. Carbon Bergung

Im ersten Schritt wird Co2 aus der Atmosphäre in einen Wassernebel geblasen, CO2 und H2O werden dabei in einem "Mesh Grid" absorbiert.

2. Aufladen

Das CO2 wird in einem "elektrochemischen Stack" Faraday Reaktor genannt, mit Strom "aufgeladen", dabei binden sich Wasserstoff und Kohlenstoff zu langkettigen Alkohol-Molekühlen. Dabei wird Sauerstoff freigesetzt, ähnlich der Photosynthese, oder anders ausgedrückt:  "aqueous CO2 electrolysis"

3. Molekül--Sortierung

Eine Membran, die "Maxwell Core", bestehend aus Kohlenstoff Nano-Tubes (also Röhren) sortiert die Moleküle und scheidet das Wasser ab

4.  Spezifische Montage

Ein weitere Katalysator-Schritt kombiniert die Alkoholverbindungen zu den unterschiedlichen Treib- und Brennstoffen wie Benzin, Diesel, Kerosin.

Prometheus hat jetzt eine Finanzierungsrunde mit Maersk abgeschlossen, dies hebt die Bewertung vom E-Fuels-Hersteller Prometheus Fuels auf stolze 1, 5 Mrd. USD.

Der Power-To-Gas Hersteller Prometheus erklärt man wolle 60% Wirkungsgrad erreiche, das würde bedeuten, die Produktion von einem Liter Benzin würde nur noch 15 kwh Strom benötigen, das wäre tatsächlich eine Game-Changer! Denn bei günstigem Solarstrom aus Wüstenregionen würde das nur 0,45 USD Produktionskosten bedeuten. Selbst in den USA entspricht dies nur einem Viertel der Tankstellenpreise, bei uns noch weniger!

Würde dies stimmen, wäre dies ein enormer Erfolg und könnte batteriebetriebene Elektroautohersteller massiv gefährden!

Porsche möchte den 911er unbedingt als Verbrenner erhalten. Aus diesem Grund investieren die Zuffenhausener massiv in synthetische Treibstoffe, sogenannte eFuels im Projekt "Haru Oni". So soll der 911er auch in Zukunft einen Verbrennungsmotor haben, aber mit CO2 freiem künstlichen Treibstoff, erzeugt mit Erneuerbaren Energien betrieben werden.

Porsche und Siemens werden jetzt zu eFuels Hersteller und errichten in Chile jetzt eine Produktionsanlage.

2022 soll die chilenische Pilotanlage ca 130.000 Liter Powert-To-Gas oder anders gesagt eFuels erzeugen.

2024 soll die Kapazität damm schon 55 mio Liter umfassen und

2026 sollen wes dann 550 mio. Liter e-Kraftstoff sein. 

In Chile kann günstige Windenergie per Elektrolyse Wasser aufspalten und damit Wasserstoff erzeugen, mit aus der Luft gewonnenem CO" kann dann Methanol produziert werden, woraus letztendlich die eFuels-Kareaftstoffe erzeugt werden.