28. Februar 2023
Das Paul Scherrer Institut PSI und das Schweizer Start-up Metafuels entwickeln ein neues Verfahren zur Gewinnung von nachhaltigem Flugtreibstoff, einem sogenannten SAF – Englisch für sustainable aviation fuel. Gemeinsam konzipieren sie nun die Errichtung und den Betrieb einer ersten Pilotanlage auf dem PSI-Areal, um die Technologie zu validieren und sie in naher Zukunft im grossen Massstab kommerziell zu nutzen.
Das PSI und Metafuels haben sich zum Ziel gesetzt, ein effizientes Verfahren zur Herstellung von kostengünstigem synthetischem Kerosin aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln und zu vermarkten. Aus Wasser, erneuerbarem Strom und Kohlendioxid aus nachhaltigen Quellen soll ein hochwertiger Treibstoff entstehen, mit dem sich bereits heutige Flugzeugtypen antreiben liessen – entweder als Beigabe zum fossilen Kerosin oder eventuell als Haupttreibstoff. In Zusammenarbeit mit dem Metafuels-Team haben Forschende am PSI hierfür einen katalytischen Prozess entwickelt, der nicht bloss die fossilen Ausgangsstoffe umgeht, sondern auch eine höhere Selektivität – also das Verhältnis von Ausbeute und Umsatz – sowie eine effizientere Nutzung erneuerbarer Energien als in den bisher eingesetzten SAF-Verfahren erzielt. Mit dieser Technologie namens Aerobrew wollen das PSI und Metafuels gemeinsam den Kohlenstoffkreislauf schliessen und das Netto-Null-Ziel auch in der Luftfahrt realisieren.
«Im Vergleich zum traditionellen Treibstoff hat unsere Technologie das Potenzial, den Kohlenstoffausstoss während des gesamten Lebenszyklus je nach Produktionsstandort um 80 bis 95 Prozent zu senken», erklärt Saurabh Kapoor, Mitbegründer von Metafuels. Das für die Technologie benötigte Kohlendioxid stammt hierbei entweder direkt aus der Luft oder aus Non-Food-Biomasse wie beispielsweise aus Holz- oder pflanzlichen Abfällen. Mittels Elektrolyse lässt sich aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Photovoltaikkraftwerken und Wasser grüner Wasserstoff gewinnen. «Aus Wasserstoff und Kohlendioxid produzieren wir grünes Methanol – der Ausgangsstoff für unser synthetisches Kerosin.»
Metafuels und PSI sind nun dabei, eine Pilotanlage zu bauen und zu betreiben. Diese wird in Form von zwei Containermodulen auf der ESI-Plattform auf dem PSI-Campus installiert und in die bestehende Infrastruktur integriert. Damit soll die Technologie validiert werden, um sie in naher Zukunft im grossen Massstab kommerziell zu nutzen.
Die energieintensivste Art zu reisen
Der Luftverkehr ist für etwa zwei bis drei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Trotz dem Bewusstsein über die Klimaauswirkung des Fliegens bleibt die Reiselust gross und es ist davon auszugehen, dass der Flugverkehr weiter anwachsen wird. Um die Ziele des Pariser Klimaabkommens zu erreichen und den Flugverkehr in den kommenden Jahren klimaneutral zu gestalten, wird intensiv an Alternativen geforscht.
«Flüssiges synthetisches Kerosin hat den Vorteil, dass es direkt in die bestehende Flughafeninfrastruktur integriert und in konventionellen Triebwerken genutzt werden kann», erklärt Marco Ranocchiari. «Die im Einsatz stehende Flugzeugflotte muss somit nicht ersetzt werden und das fossile Kerosin lässt sich kontinuierlich durch synthetisches Kerosin ersetzen.»
Legende zum Bild
Leigh Hackett (links) und Saurabh Kapoor (rechts) von Metafuels und Marco Ranocchiari vom PSI (Mitte) auf der ESI-Plattform. Hier entsteht eine neue Pilotanlage in Form von zwei Container-Modulen, um synthetisches Kerosin aus erneuerbaren Ressourcen herzustellen. (Foto: Paul Scherrer Institut/Mahir Dzambegovic)