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Mit Sonnenlicht in die hohen Lüfte abheben

Tecindustry Themen Mit Sonnenlicht in die hohen Lüfte abheben

Das Fliegen hat derzeit mit Blick aufs Klima keinen guten Ruf. Nicht die Luftfahrt an sich, sondern die fossilen Brennstoffe stellen jedoch das Hauptproblem dar. Verschiedene Firmen kooperieren daher neu mit den ETH-Spinoffs Synhelion und Climeworks. Sie machen sauberes Fliegen grundsätzlich möglich.

Treibstoff aus CO2 und Sonnenlicht? Tönt nach Phantasie, ist jedoch machbar. Ganz vorne dabei an der aktuellen Forschung sind die beiden Schweizer Technologie-Unternehmen Synhelion und Climeworks. Die beiden ETH-Spinoffs wenden Verfahren an, die es möglich machen, CO2  aus der Luft abzuspalten und dieses mit Sonnenlicht und Wasser in ein synthetisches Gas zu überführen. Das Gas lässt sich danach zu Treibstoff weiterverarbeiten, der in normalen Motoren verbrannt werden kann.

Klar: Auch bei der Verbrennung des synthetischen Treibstoff wird CO2 freigesetzt. Da zuvor aber CO2 aus der Luft abgetrennt wurde, weist das Verfahren eine neutrale Bilanz auf, es ist also klimaneutral.

Auch wenn die Technologie bereits gut funktioniert, ist sie derzeit noch nicht in grossen Dimensionen im Einsatz. Die Preise für den synthetischen Treibstoff sind daher noch wesentlich höher als für normales Kerosin aus fossilem Rohöl.

Flughafen Zürich und Lufthansa steigen ein

Um die Technologien weiter zu entwickeln und nachhaltiges Fliegen langfristig möglich zu machen, sind sowohl der Flughafen Zürich als auch die Lufthansa Kooperationen eingegangen. Der Flughafen Zürich hat sich zum Ziel gesetzt, bis ins Jahr 2050 emissionsfrei zu sein. Er hat sich daher entschieden, mit Synhelion bis ins Jahr 2023 eine Testanlage direkt auf dem Flughafengelände in Betrieb zu nehmen. Gleichzeitig hat sich das Unternehmen verpflichtet, die ganze verfügbare Jahresmenge des nachhaltigen Treibstoffs zu Selbstkosten abzukaufen.

Bereits Mitte Mai war die deutsche Fluggesellschaft Lufthansa eine Partnerschaft mit Synhelion sowie Climeworks eingegangen. Ziel der Kooperation ist es, die Entwicklung und Markteinführung von nachhaltigen Flugkraftstoffen zu beschleunigen. 

Da Elektrobatterien schwer sind, werden sie auch künftig in der Luftfahrt wohl nur beschränkt zum Einsatz kommen. «Im Gegensatz zu anderen Verkehrsträgern ist der Luftverkehr in der absehbaren Zukunft auf nachhaltige Flüssigkraftstoffe angewiesen. Deren Markteinführung erfordert eine gemeinsame Anstrengung von Kraftstoffherstellern und Fluggesellschaften», erklärt Prof. Dr. Aldo Steinfeld, Professor für Erneuerbare Energieträger an der ETH Zürich.

Breite Umsetzung in Zukunft möglich

Damit das herkömmliche, fossile Kerosin allmählich abgelöst werden kann, könnten die Entwicklungen der Schweizer Unternehmen einen wichtigen Beitrag leisten. Die bis heute eingesetzten nachhaltigen Brennstoffe, auch Sustainable Aviation Fuels (SAF) genannt, werden grösstenteils aus rezykliertem Speiseöl und Bioabfällen hergestellt. Ihre Verfügbarkeit wird jedoch irgendwann ausgeschöpft sein, zudem stehen Biotreibstoffe in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Die Technologien der ETH-Spinoffs gehen einen anderen Weg. Sie sind zwar noch nicht in industriellen Dimensionen verfügbar, könnten jedoch einst auch in grossen Mengen produziert werden. Und so auch preislich konkurrenzfähig werden.

Die Lufthansa möchte mit ihrem Engagement die Bedeutung nachhaltiger Flugkraftstoffe unterstreichen. Ziel ist letztlich eine Luftfahrt mit ausgeglichener CO2-Bilanz. «Dank der zukunftsweisenden Technologien und den Kooperationen mit innovativen Partnern in bereits zwei unserer Heimatmärkte sind wir auf einem guten Weg,» sagt Christina Foerster, Vorstand Customer & Corporate Responsibility der Deutschen Lufthansa AG.

So funktionierts

Aus der Luft wird durch ein Verfahren, das Climeworks entwickelt hat, CO₂ abgetrennt. Die Firma Synhelion hat die nun folgenden Schritte konzipiert. In einem Solarreaktor wird bei Temperaturen von 1500 °C eine thermochemische Reaktion angestossen. Dabei werden Wasser (H₂O) und CO₂ gespalten. So entsteht ein Synthesegas, das sich aus Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO) zusammensetzt. Dieses lässt sich zu Benzin oder Kerosin verflüssigen. Im Herzen des Reaktors befindet sich eine spezielle keramische, patentierte Struktur aus Ceriumoxid.

Die Erdölindustrie ist ebenfalls interessiert

Der Solarreaktor wurde von Philipp Furler mitentwickelt, der nun Chief Technology Officer bei Synhelion ist. Er hat einst Maschinenbau an der ETH studiert und möchte als Unternehmer die Technologie zur breiteren Marktreife bringen. Derzeit ist das solare Kerosin etwa doppelt so teuer wie fossiles Kerosin. Wenn die Anlagen jedoch grösser werden und zusätzliche Steuern auf fossilen Energieträgern anfallen sollten, so eröffnen sich neue Marktchancen.  Der italienische Erdölkonzern ENI hat bereits vor längerer Zeit Interesse gezeigt und daher Kontakte zu Synhelion aufgebaut. Gemeinsam mit Synhelion will Eni gemäss Interview mit SRF bis 2025 die erste kommerzielle Anlage in Betrieb nehmen.

 

Weiterführende Informationen

Detailliertere Angabe zur Technologie und den Entwicklungen finden sich im Bericht von SRF (6/2019), bei der ETH, bei der Lufthansa, bei ENI und natürlich bei Climeworks und Synhelion

Quelle Headerbild: Lufthansa

Letzte Aktualisierung: 28.05.2020