Ca. 8 % der CO2-Emissionen werden in der EU von Luft- und Schifffahrt freigesetzt. Aufgrund der Dimensionen und der geforderten Reichweiten gelten diese Sektoren als schwer bzw. nicht elektrifizierbar. Das bedeutet, man ist auf synthetische Kraftstoffe angewiesen. Die Europäische Kommission hat mit Maßnahmen wie der ReFuelEU Aviation ambitionierte Ziele gesetzt, um den Klimaschutz hier zu beschleunigen. Für den Flugverkehr heißt das konkret 70 % erneuerbare Treibstoffe bis 2050. Derzeit sind marktreife Technologien zur Herstellung jedoch kaum verfügbar und die wenigen Treibstoffe auf dem Markt um das 10-fache teurer als herkömmliches Kerosin. Das Projekt „WasteWood2Fuel“ setzt hier an der deutschen Biomassestrategie an, die biogenen Kohlenstoff in genau diesem Sektor als prädestiniert sieht. Allerdings ohne den umständlichen Umweg über abgeschiedenes CO2 zurück zum Treibstoff und ohne die Notwendigkeit des Einsatzes von wertvoller elektrischer Energie. Da ein Vollumsatz chemisch nicht möglich ist, wird Strom sogar als Nebenprodukt noch erzeugt. Nachfolgende Abbildung zeigt das Schema des Prozesses vom Restholz bis zum Treibstoff, der optionale Elektrolyseur kann in Zeiten von Überschussstrom die Ausbeute und Effizienz verbessern und das Netz stabilisieren.
Eine vollumfassende Betrachtung
Die Projektidee selbst stammt von Holger Burkhardt, Entwicklungsleiter der Burkhardt GmbH aus Mühlhausen. Hunderte seiner Holzvergasungsanlagen erzeugen bereits kontinuierlich Strom und Wärme aus Restholz – einige davon z. B. im oberfränkischen Wunsiedel direkt neben einem Sägewerk, wo der Reststoff anfällt. Der Strom wird eingespeist, wenn nötig und die Wärme zur Holztrocknung verwendet. Da Strom jedoch zunehmend durch Solar-, Wind- und Speichertechnologien gedeckt sein wird, Treibstoff für Schwerlast, Flug- und Schiffsverkehr jedoch nicht, wurde es Zeit, einen Schritt weiter zu denken. So entstand das Konsortium aus der Burkhardt GmbH selbst, dem neu aus der Uni Bayreuth gegründeten UBT Future Energy Lab (Gesamtsystemmodellierung), dem Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik derselben Universität (Kraftstoffsynthese), dem Fraunhofer UMSICHT (Methanolsynthese) und der BtX energy GmbH für (Gasaufbereitung). Nachfolgende Abbildung das Konsortium zum Kick-Off im Januar.
Vorteile der Technologie
Wo der Treibstoff der Zukunft seinen Ursprung hat, ist heute schwer abzusehen, jedoch zeichnet sich bereits jetzt auf dem Markt eine starke Dominanz von Biokraftstoffen gegenüber strombasierten Herstellungsmethoden ab. Der Grund ist einfach – Biomasse enthält energetisch noch nicht verbrauchten Kohlenstoff wie auch Wasserstoff. Damit kann unter deutlich geringerem Aufwand über die Synthesegaserzeugung Treibstoff gewonnen werden als aus Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus Wasser gewonnen wurde in Kombination mit abgeschiedenem CO2. Dieser hat bereits vor dem Einsatz einen Marktwert, der für die Synthese meistens zu hoch ist und kann dank effizienten Brennstoffzellenfahrzeugen beispielsweise Dieselkraftstoff ersetzen.
Projektplan und Ausblick
Das Projekt mit dem Förderkennzeichen 03EI5483A-E ist zum 01. Januar gestartet und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Die Projektpartner planen im ersten Jahr Versuche und Berechnungen zu den jeweiligen Teilschritten des Prozesses und bauen anschließend gemeinsam einen Demonstrator auf, der 2027 dann die gesamte Produktionskette vom Restholz bis zum Treibstoff mit entsprechender Effizienz unter Beweis stellen soll. Gleichzeitig sollen die Aspekte der Sektorenkopplung vom UBT Future Energy Lab als Projektleiter durch Systemmodellierung untersucht werden, um die klimaneutrale Energiequelle möglichst vollumfänglich zu nutzen.
