Interaktiv die Wege solarer Brennstoffe erforschen

Erforscht mit dem Solar Fuels-Exponat des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) exemplarisch, interaktiv und schematisch die Wege der solaren Brennstoffe Wasserstoff, Ammoniak, Kerosin und Methanol von ihrer Produktion bis hin zu ihrer Anwendung. Zu sehen ist der Weg von der solaren Produktion von elektrischem Strom, Wasserstoff und Synthesegas in einer solarthermischen Anlage (CSP), über weiterverarbeitende Industrie-Prozesse (u.a. Hochtemperatur-Elektrolyse), in denen die chemischen Energieträger hergestellt werden, bis hin zu deren Anwendungen in den ausgewählten Sektoren Verkehr, Industrie und Landwirtschaft.

Die Folgen fossiler Energieträger

Ob im Verkehr oder der Industrie: Täglich werden in Deutschland und Europa große Mengen an fossilen Energieträgern benötigt und verbrannt. Dies führt zu hohen CO₂-Emissionen, die den globalen Klimawandel weiter beschleunigen, und kann einseitige Abhängigkeiten in der Rohstoffversorgung befördern. Eine schnelle umfassende Umstellung auf rein elektrische Antriebe scheint bislang schwer umsetzbar.

Das Potenzial der Sonne

Unter den erneuerbaren Energien hingegen sind annähernd unbegrenzt hohe Energiepotentiale vorhanden, um CO₂-neutrale Brennstoffe zu produzieren und staatliche Energieautonomie und Resilienz zu fördern. Sie sind vor allem in einer Quelle gebündelt: der Sonne. Sie liefert Hochtemperaturwärme, welche sich technisch gut speichern und somit auch nachts nutzen lässt.

Forschung am DLR

Mit diesem Ansatz forscht das DLR bereits seit Jahren intensiv an der Nutzung von konzentrierender Solartechnologie für die klimaneutrale Erzeugung von Strom und Brennstoffen. Hierbei fangen große Spiegelfelder das Sonnenlicht ein und werfen es auf einen zentralen Punkt hoch oben in einem Solarturm.

Vom Sonnenlicht zum grünen Brennstoff

Für die Erzeugung von Brennstoffen erhitzt sich ein dort befindlicher Reaktor auf Temperaturen über 1.400 Grad Celsius. So kommen solar-thermochemische Kreisprozesse in Gang, die zum Beispiel grünen Wasserstoff aus Wasser abspalten können. Alternativ lässt sich Synthesegas aus CO₂ und Wasser herstellen. Wasserstoff oder Synthesegas wiederum bilden die Grundlage für grünes Flugkerosin, Methanol oder können in etablierten Prozessen der Metall-, Zement- oder Düngerproduktion eingesetzt werden. Wenn die produzierten Brennstoffe schließlich wieder verbrannt werden, geben sie nur so viel CO₂ in die Atmosphäre ab, wie für ihre Produktion verwendet wurde. Es schließt sich ein CO₂-neutraler Kreis.

Die techno-ökonomische Perspektiven

Neben der Entwicklung technischer Komponenten und Verfahren befasst sich das DLR mit techno-ökonomischen Gesichtspunkten solarer Brennstoffe. So sind Szenarien denkbar, bei denen in sonnreichen Regionen der Welt große Wasserstoffmengen produziert und über verschiedene Wege und Formen (z. B. verflüssigt, unter Druck oder chemisch umgewandelt) per Schiff, Straße und Schiene zu den Orten der Nutzung transportiert werden können.