Erneuerbare Energien/Luftfahrt 28. Jul 2022 Von Stephan W. Eder

Fliegen: Kerosin aus Biogas

Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) hat „eine weltweit einzigartige Anlage in Thallwitz bei Leipzig gebaut“. Sie macht aus Biogas Kerosin.

In der weltweit einzigartigen Recyclinganlage in Thallwitz bei Leipzig werden biologische Abfälle wieder in nutzbare Stoffe gewandelt, beispielsweise in synthetische Kraftstoffe und Biowachse.
Foto: Fraunhofer IKTS

Man nehme alte Fette aus der Gastronomie und Lebensmittelproduktion und erzeuge daraus Biogas. Dann stelle man einen Reformer, einen Fischer-Tropsch-Reaktor und einen Elektrolyseur hinzu. Mit dieser Anlage lässt sich dann aus Biogas im Endeffekt synthetischer Kraftstoff und Kerosin herstellen. Kommt der benötigte Strom für die Prozesse aus erneuerbaren Quellen, dann handelt es sich um sogenannte E-Fuels. Das sind Kraftstoffe, die wie die bisher aus fossilem Erdöl gewonnenen, eingesetzt werden, aber als klimaneutral gelten können.

Biofuels verringern Klimawirkung des Fliegens

Genau solch eine Anlage hat das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) in Dresden gemeinsam mit Industrie- und Forschungspartnern in Thallwitz bei Leipzig gebaut – „eine weltweit einzigartige Anlage“, wie das IKTS mitteilt. Man habe die „weltweit erste Anlage in Betrieb genommen, die Kraftstoff aus Biogas erzeugt“. Mit von der Partie im Entwicklungsverbund sind die TU Bergakademie Freiberg, die TU Dresden sowie die drei Unternehmen Ökotec-Anlagenbau, Sunfire und DBI Gas- und Umwelttechnik.

Fliegen auf Basis von Biogas eine Option für die Anlagenbetreiber

Der Weg vom Biogas zum E-Fuel ist wie folgt: Im ersten Schritt werden Biogas und Wasserdampf im Reformer in Synthesegas gewandelt – ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Das Fischer-Tropsch-Aggregat wandelt dieses Synthesegas dann in Methan, flüssige Kohlenwasserstoffe und Wachs um. Das Methan wird gleich wieder in den Prozess zurückgeleitet, um den Anlagenpark zu heizen. Übrig bleiben im Verhältnis 50 zu 50 das Wachs und die Flüssigprodukte. Letztere können dann in Raffinerien zu synthetischem Diesel oder Kerosin weiter aufbereitet werden.

Verbrenner: Kein striktes Aus bis 2035, aber emissionsfrei müssen sie sein

Bei Bedarf lässt sich ein keramischer Elektrolyseur zuschalten, der die benötigten Stoffe für den Prozess auch unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien bereitstellt. Das IKTS will das Verfahren nun zusammen mit einem Leipziger Unternehmen für die Produktion im Industriemaßstab weiterentwickeln. Erik Reichelt, Leiter der IKTS-Arbeitsgruppe Systemverfahrenstechnik, sieht erhebliches Marktpotenzial: Allein in Sachsen seien derzeit ca. 270 Biogasanlagen im Betrieb – vor allem für die Größeren unter ihnen sei das neue System eine interessante Option. Denn, eine solcherart ausgerüstete Biogasanlage habe mehrere Möglichkeiten, auf Marktschwankungen zu reagieren.

Ab 2026 erhebliche Beimischungen von E-Fuel zum Kerosin geplant

Die gewonnenen erdölfreien Kraftstoffe und Wachse sind, so das IKTS, noch teurer als entsprechende Produkte auf fossiler Basis. So würden sich für die synthetischen Kraftstoffe und die Wachse Herstellkosten von etwa 2,50 €/kg ergeben. Die aktuelle Energiepreiskrise hat die ehemals immensen Kostenunterschiede jedoch schon stark eingedampft.

Keramik trennt Wasserstoff und Sauerstoff

Die Partner im Entwicklungsverbund sind aber sicher, mit der Verfahrenstechnik in eine Marktlücke zu stoßen, denn der Bedarf vieler Industriezweige an nachhaltig gewonnenen Energieträgern und Stoffen wachse. „Vor allem die Luftfahrtgesellschaften stehen dabei wegen restriktiverer Umweltschutzgesetze unter Druck. Die Bundesregierung hat angekündigt, ab 2026 erhebliche Beimischungen von elektrisch erzeugtem Kerosin (E-Kerosin) zum herkömmlichen Flugtreibstoff als Pflichtquote einzuführen“, heißt es in einer Mitteilung.

Auf der Agenda steht nun der Schritt von der Pilotanlage zum größeren industriellen Maßstab. Im nächsten Projektabschnitt soll eine Anlage projektiert werden, die mehrere 100 l/h an Syntheseprodukten erzeugen kann.

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