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Auf dem Hauptgebäude der ETH Zürich wird künstlicher Treibstoff hergestellt aus Sonnenlicht und Umgebungsluft, aus der CO2 und Wasser abgeschieden werden.
Auf dem Hauptgebäude der ETH Zürich wird künstlicher Treibstoff hergestellt aus Sonnenlicht und Umgebungsluft, aus der CO2 und Wasser abgeschieden werden.Bild: ETH Zürich / Alessandro Della Bella

Klimaneutral fliegen: In Deutschland wird der ETH-Solartreibstoff marktreif

Auf dem ETH-Dach in Zürich wird aus Licht und Luft künstliches Kerosin produziert. Ein Hoffnungsträger für die Flugindustrie, denn Flugzeuge mit Batterien sind nicht zukunftsträchtig.
08.11.2021, 21:16
Bruno Knellwolf / ch media

Die Flugscham lässt sich nicht wegdiskutieren. Fliegen ist ein Klimakiller und das Problem ist nur schwierig zu umgehen. Während man beim Auto auf die Elektrisierung mit schweren Batterien setzt, ist das für Flugzeuge kein zukunftsträchtiges Modell. Flugzeuge müssen Treibstoff mitführen, um die langen Strecken zu bewältigen.

Deshalb gilt künstliches Kerosin als einzige realistische Alternative. Dieser synthetische Treibstoff bietet physikalisch die gleichen Möglichkeiten wie Kerosin aus Erdöl, wird aber aus erneuerbaren Energien produziert. Solchen Treibstoff stellen Forschende der ETH Zürich seit zwei Jahren her. Auf dem Dach der ETH steht eine Mini-Raffinerie, in der flüssiger Treibstoff ausschliesslich aus Sonnenlicht und Umgebungsluft produziert wird.

Mit grosser Hitze Syngas herstellen

Dafür sind drei thermochemische Umwandlungsprozesse nötig: Die Abscheidung von CO2 und Wasser aus der Luft, die solare Spaltung und die anschliessende Verflüssigung zu einem Treibstoff. Das abgeschiedene CO2 und das Wasser aus der Luft werden dem Solarreaktor im Parabolspiegel zugeführt. Im Reaktor wird es dank der im Parabolspiegel gebündelten Sonnenkraft 1500 Grad heiss, was eine thermochemische Reaktion ermöglicht aus der Syngas entsteht.

Das Syngas ist eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid und kann je nach Verfahren zu Kerosin, Benzin, Methanol oder zu anderen flüssigen Treibstoffen verarbeitet werden. Nun bestätigen die beiden ETH-Professoren Aldo Steinfeld und Tony Patt im Fachmagazin «Nature» die technische Machbarkeit in der Realität. Das Gesamtsystem arbeite unter realen Sonneneinstrahlungsbedingungen stabil.

Die synthetischen Treibstoffe seien vollständig kompatibel mit herkömmlichen Treibstoffen, sodass die gleiche Infrastruktur wie für Öl und Benzin benutzt werden kann. Die Ökobilanz der Produktionskette von solaren Treibstoffen ist vielversprechend. Die gesamten Treibhausgasemissionen über den ganzen Zyklus können im Vergleich zu fossilem Kerosin zu 80 Prozent vermieden werden. Sie gehen sogar gegen Null, wenn die Materialien für den Bau der Produktionsanlagen wie Glas und Stahl mit erneuerbaren Energien hergestellt werden.

Weltweit erste Anlage in Deutschland

Die Anlage auf dem ETH-Dach dient nur Forschungszwecken und produziert kleine Mengen. Produziert werden an einem Tag 100 Liter Syngas, die zu einem halben Deziliter Methanol verarbeitet werden können. Nach Steinfeld lässt sich diese Technologie auf jeden Fall im industriellen Massstab umsetzen. Allerdings besser in südlichen Gefilden. Bei genug Sonne und Platz können auf einem Solarturm mehrere Solarreaktormodule platziert werden, sodass ein Solarturm zu einer 1-Mega-Watt-Anlage werden kann.

Die industrielle Nutzung treiben zwei ETH-Spin-offs voran. Climeworks vermarktet die ETH-Technologie zur CO2-Abscheidung und die Firma Synhelion die Technologie zur Herstellung des Solartreibstoffs. Synhelion hat vor drei Wochen Fördergelder der deutschen Regierung erhalten, um die weltweit erste industrielle Anlage für solare Treibstoffe im Brainergy Park Jülich in Nordrhein-Westfalen zu bauen. (bzbasel.ch)

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