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Synthetische Kraftstoffe
Synthetisches vs. fossiles Kerosin
Während in vielen Bereichen auf erneuerbaren Strom und Wärme umgestellt werden kann, ist es bei Anwendungen wie der Luftfahrt schwierig, den Verbrennungsantrieb zu ersetzten. Synthetisches Kerosin ist eine mögliche Lösung. Die Prozesse zur Herstellung sind vielfältig, aber alle verwenden Kohlenstoffdioxid (auch aus Biomasse) und Wasserstoff aus erneuerbarer Energie. Ein weiterer Vorteil sind geringere Emissionen von Aerosolen und anderen Schadstoffen.
Die Verwendung von fossilem Kerosin als wichtigster Treibstoff für die Luftfahrt ist in einem globalen Wirtschaftssystem, das netto-null CO2-Emissionen verfolgt, keine sinnvolle Option. Es müssen nachhaltige Alternativen entwickelt werden: sei es elektrische Antriebe für kurze Strecken, Wasserstoffflugzeuge oder flüssige synthetische Kohlenwasserstoffe. Diese synthetischen Kohlenwasserstoffe weisen eine ähnliche Energiedichte wie fossiles Kerosin auf und sind daher die vielversprechendste Alternative für Interkontinentalflüge. Ihre Herstellung kann mit Biomasse als Ausgangsmaterial oder mit erneuerbarem Strom und CO2 aus verschiedenen Quellen erfolgen. Wenn CO2 aus Biomasse oder aus der Atmosphäre verwendet wird, ergibt sich eine potentielle CO2-Neutralität.
Im Rahmen der SynFuels-Initiative arbeiten Forschungsgruppen des PSI und der Empa gemeinsam an der Entwicklung von verschiedenen Verfahrenstechnologien zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe, darunter die elektrochemische CO2-Reduktion und die thermochemische Umwandlung von Biomasse. Gleichzeitig werden diese Produktionserfahren mit der Methode der Lebenszyklusanalyse in Hinsicht auf ihre Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit untersucht. Bei der Umweltverträglichkeitsanalyse werden nicht nur die Auswirkungen auf das Klima berücksichtigt, sondern auch zusätzliche mögliche Vorteile und Trade-offs hinsichtlich der Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Gesundheit der Ökosysteme und die Nutzung von Wasser, Land und anderen Ressourcen. Ein Ergebnis der Bewertung war, dass die nicht-CO2-bedingten Klimaauswirkungen des Luftverkehrs zusätzliche Kompensationsmassnahmen wie Kohlenstoffabscheidung und -speicherung erfordern, um bis 2050 einen klimaneutralen Luftfahrtsektor zu erreichen. Auf der experimentellen Seite erzielten die Gruppen bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung der nächsten Generation von Katalysatoren und Verfahren für nachhaltigen Flugtreibstoff.
Forschungsgruppen, Industriepartner oder verwandte Projekte
Forschungsartikel oder Berichte mit Bezug zum Exponat
- Olefins and synthesis of sustainable jet-fuels.
- Low-temperature electrolyser design – Conversion of excess CO2 to sustainable raw materials for the chemical industry
- Techno-economic feasibility of new small-scale PtMeOH (power-to-methanol)