Treibstoff auf Strombasis

Das Kerosin der Zukunft

Sieben Partner eines Verbunds unter Projektleitung von Wissenschaftlern der Bremer Uni wollen einen synthetischen Flug-Treibstoff herstellen, der mit Windstrom gewonnen wird.
18.03.2019, 21:02
Lesedauer: 3 Min
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Von Elke Hoesmann
Das Kerosin der Zukunft

Ein Flugzeug wird mit Kerosin betankt. Ein Alternativtreibstoff soll synthetisch aus
Wasser und Kohlendioxid mithilfe von Windstrom hergestellt werden.

Maja Hitij/dpa

Er ist erst 27 Jahre alt und leitet schon ein hochrangiges, mit 4,1 Millionen Euro gefördertes Forschungsprojekt. Timo Wassermann von der Universität Bremen betreut das Verbundprojekt „Kerosyn 100“. Sie haben Großes vor, die sieben Partner aus Wissenschaft und Industrie. Die Forscher wollen synthetisches Kerosin auf Strombasis herstellen. Dabei möchten sie Strom aus erneuerbaren Energien nutzen, vorrangig Windenergie. Ein potenzieller Abnehmer des „grünen“ Kraftstoffs steht bereit: die Lufthansa.

Die Fluggesellschaft hat mit der Raffinerie Heide (Kreis Dithmarschen) eine gemeinsame Absichtserklärung zur künftigen Produktion und Abnahme unterzeichnet. Die Raffinerie ist Partnerin im Forschungsprojekt. Seit Jahren versorgt sie unter anderem den Hamburger Flughafen mit herkömmlichen Kerosin; nun plant sie nach eigenen Angaben die strombasierte Herstellung des Flugtreibstoffs. Im Umkreis der Raffinerie könnte dafür eventuell überschüssige Windenergie genutzt werden.

Timo Wassermann öffnet die Tür seines Büros im Uni-Trakt des Artec-Forschungszentrums Nachhaltigkeit. Heute hat er Zeit, sein Projekt vorzustellen. Schon länger inte­ressiere ihn die Schnittstelle von Verfahrenstechnik und Energiesystemen, sagt der Ingenieur und Doktorand. In Bremerhaven und am University College Cork (Irland) hat er Verfahrens- und Energietechnik studiert. Seit 2016 ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet „Resiliente Energiesysteme“ der Bremer Universität (Fachbereich Produktionstechnik), wo sich ein interdisziplinäres Team am Projekt beteiligt.

Vorrangig aus Klimaschutzgründen

Eingestellt habe ihn der frühere Fachgebietsleiter Stefan Gößling-Reisemann, „mein Mentor“, erzählt Wassermann. Der Professor starb völlig unerwartet im Juli 2018. Danach übernahm Professor Edwin Zondervan die formale Verbundkooperation für „Kerosyn 100“. Wassermann blieb Projektleiter. Er hatte schon die sogenannte Definitionsphase des Projekts geleitet, also auch den Förderantrag beim Bundeswirtschaftsministerium erarbeitet und eingereicht. Als weiteren Projekt-Initiator nennt er die Raffinerie Heide. Mit ihr stehe die Uni-Arbeitsgruppe schon länger in Kontakt.

„Wir verfolgen das Projekt vorrangig aus Klimaschutzgründen“, betont der junge Wissenschaftler. Strombasierter Treibstoff könne zur Abkehr von fossilen Kraftstoffen beitragen und den Ausstoß klimaschädlicher Emissionen senken. Für den motorisierten Individualverkehr habe man da schon gute Lösungen gefunden. „Aber in der Luftfahrt ist der Einsatz alternativer Antriebskonzepte ohne kohlenwasserstoffbasierte Kraftstoffe derzeit nicht absehbar.“ Batterien beispielsweise benötigten zu viel Platz, seien zu schwer, und zum Aufladen fehle die Zeit.

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Deshalb setzen die Forscher auf synthetischen Treibstoff. Für Laien verständlich erklärt Wassermann den komplexen, mehrstufigen Produktionsprozess. „Man bringt Co₂ und Wasserstoff zusammen in geeignete Reaktoren, die die richtigen Katalysatoren, die richtigen Temperaturen und Druckstufen aufweisen.“ Letztlich kämen dabei Kohlenwasserstoffe heraus – „mit hoffentlich ganz viel Kerosin und wenig Nebenprodukten“. Die Teilprozesse gebe es zwar schon, „aber wir wissen noch nicht, wie man sie geschickt verschaltet“. Die chemischen Synthesen müssten noch auf das Produkt Kerosin getrimmt werden. Diese Arbeit übernähmen vor allem die Verbundpartner Chemieanlagenbau Chemnitz und die TU Bergakademie Freiberg.

Den Wasserstoff bekommen sie, indem sie Wasser mit regenerativ erzeugtem Strom zerlegen. Und das Kohlenstoffdioxid? „CO₂ kann man aus industriellen Abgasen, aus biogenen Prozessen oder aus der Umgebungsluft abscheiden“, erläutert Wassermann. Das klingt kompliziert, es gibt aber bereits technische Lösungen für solche Verfahren. Die CO₂-Gewinnung aus industriellen und biogenen Prozessen werde dabei als ökonomisch attraktiver bewertet, sagt der Wissenschaftler. Die Kohlenstoffdioxid-Konzentration sei dann höher und das Abscheiden weniger aufwendig. Wird CO₂ aber der Atmosphäre entnommen und zur synthetischen Kerosinproduktion nur Strom aus erneuerbaren Energien eingesetzt, könne man einen quasi-geschlossenen CO₂-Kreislauf herbeiführen, so Wassermann. „Es wird bei der Verbrennung im Optimalfall nur so viel ausgestoßen, wie wir vorher entnommen haben.“

Keine Verunreinigungen mit Schwefelverbindungen

Die Forscher haben noch Zeit, ihr bis 2021 laufendes Projekt voranzutreiben. Im November 2018 trafen sich die sieben Partner zur Auftaktveranstaltung in Bremen, rund 20 Experten arbeiten kontinuierlich am Thema, erzählt der 27-Jährige. „Wir möchten ein Produkt herstellen, das dem jetzigen sehr ähnelt.“ Ein Drop-in-Kraftstoff soll es sein, ein Produkt, das in gängigen Triebwerken eingesetzt und über die vorhandene Infrastruktur vertrieben werden kann.

So werden vielleicht in einigen Jahren die ersten Lufthansa-Flugzeuge synthetisches Kerosin aus Windstrom tanken. Wassermann räumt jedoch ein, dass die benötigte Strommenge „schon signifikant“ sei und das neu entwickelte Kerosin wohl teurer wird als erdöl-basierter Treibstoff. Aber ein Vorteil ist ihm noch wichtig: Konventioneller Treibstoff sei mit Schwefelverbindungen verunreinigt, sodass Schwefeldioxid bei der Verbrennung entstehe. Solche Verunreinigungen gebe es in synthetischem Kerosin nicht.

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