Synthetischer Treibstoff – Benzin aus Sonnenlicht und Luft treibt bald die Motoren an
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Synthetischer TreibstoffBenzin aus Sonnenlicht und Luft treibt bald die Motoren an

Ein ETH-Spin-off hat eine Technologie entwickelt, die mit Hilfe von Sonneneinstrahlung synthetischen Treibstoff herstellt. Damit könnten auch Verbrenner-Autos länger im Verkehr bleiben.

von
Jan Graber
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Hier kommt die Sonne: Das Sonnenlicht wird in der Testanlage von Synhelion hochkonzentriert auf einen Empfänger (rechts) geschickt.

Hier kommt die Sonne: Das Sonnenlicht wird in der Testanlage von Synhelion hochkonzentriert auf einen Empfänger (rechts) geschickt.

Synhelion
Für die Herstellung von synthetischem Treibstoff werden Temperaturen von 800 bis 1300 Grad benötigt. Die Synhelion-Anlage schafft 1500 Grad Celsius.

Für die Herstellung von synthetischem Treibstoff werden Temperaturen von 800 bis 1300 Grad benötigt. Die Synhelion-Anlage schafft 1500 Grad Celsius.

Synhelion
Ein Spiegelfeld reflektiert das Licht und schickt es gebündelt auf die Aufnahme-Einrichtung. 

Ein Spiegelfeld reflektiert das Licht und schickt es gebündelt auf die Aufnahme-Einrichtung.

Synhelion

Darum gehts

  • Das ETH-Spin-off Synhelion hat eine Methode entwickelt, die Sonneneinstrahlung zur Herstellung von Treibstoff zu nutzen.

  • Der synthetische Treibstoff kann herkömmliche Verbrennungsmotoren antreiben.

  • Im Fokus steht der Flugverkehr. Der Treibstoff eignet sich aber für alle Arten fossiler Antriebe.

  • 2024 soll mit der kommerziellen Produktion begonnen werden.

Dass die Tage der fossilen Treibstoffe gezählt sind, liegt auf der Hand: Soll bis 2050 der CO2-Ausstoss soweit reduziert werden, dass die Klimaerwärmung höchstens 1,5 Grad beträgt, bleibt kaum eine andere Wahl.

Andererseits sind weltweit noch immer Abermillionen Transportvehikel unterwegs, die Benzin, Diesel, Methanol oder Kerosin verbrennen. Selbst wenn derzeit (bei uns) ein regelrechter E-Auto-Hype herrscht - von einem auf den anderen Tag werden die Verbrenner nicht verschwinden.

Es war deshalb von Beginn weg klar, dass die Lösung nicht nur in elektrisch angetriebenen Flug- und Fahrzeugen sowie Schiffen liegt, sondern dass auch andere Alternativen zu den fossilen Treibstoffen gefunden werden müssen.

Konkurrenzlose Quelle

Sie liegt in den sogenannten Synfuels – synthetischen Treibstoffen, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden. Am weitesten vorangeschritten ist die Produktion von Biofuel – Treibstoff aus Biomasse. Kürzlich wurde in Deutschland die erste Biofuel-Produktionsstätte in Betrieb genommen.

Das Problem: Die Verwendung von Biomasse konkurrenziert mit der Lebensmittelindustrie. In einem Konkurrenzverhältnis stehen aber auch sogenannte E-Fuels – Treibstoffe, die mit Hilfe von Strom aus Wind- und Wasserkraft produziert werden. Denn der Strombedarf wächst auch anderswo.

Und für die Herstellung von Synfuels sind riesige Mengen an Energie nötig, denn die Treibstoffe lassen sich nur mit sehr hohen Temperaturen herstellen. Wieso also nicht den grössten Feuerball in unserer Nähe dafür nutzen – die Sonne? Gesagt, getan: Das ETH-Spin-off mit dem futuristisch-poetischen Namen Synhelion hat dazu die nötige Technologie entwickelt.

Synthetische Treibstoffe

Synthetische Treibstoffe (Synfuels) spielen beim Erreichen der CO2-Ziele im Transportsektor eine äusserst wichtige Rolle. Synfuel ist aber nicht gleich Synfuel. Unterschieden werden Synfuels aus Biomasse (Biofuels), Wind- oder Wasserkraft (E-Fuels) und der Sonne (Solar Fuel). Die Basis jedes Synfuels bildet Syngas, dessen Herstellung hohe Temperaturen und damit viel Energie braucht.

Alte Verbrennungsmotoren dürfen weiterlaufen

Die Sonneneinstrahlung wird dabei über ein Spiegelfeld eingefangen, gebündelt auf einen Kollektor reflektiert und auf eine Temperatur von über 1500 Grad Celsius gebracht. Ein thermochemischer Reaktor spaltet damit aus der Luft gewonnenes CO2 und Wasser in Kohlenmonoxid und Wasserstoff und erzeugt ein sogenanntes Syngas. Dieses wird anschliessend ein einem standardisierten Gas-to-Liquid-Prozess zu Treibstoff – zu einem CO2-neutralen Solar Fuel.

Die Genialität des Prozesses: Da die chemische Zusammensetzung gleich mit fossilen Treibstoffen ist, kann Solar Fuel ohne Weiteres in Verbrennungsmotoren genutzt werden. Egal ob Kerosin, Benzin, Diesel oder Methanol, der «Sonnentreibstoff» soll auf alle Anforderungen adaptierbar sein. Da Solar Fuel laut Synhelion eine höhere Energiedichte als fossile Treibstoffe oder auch Batterien hat, sind die Preise für den synthetischen Treibstoff tief.

Als Hauptabnehmer sieht Synhelion die Flugindustrie, weil hier der höchste Bedarf bestehe. Vor allem auf Langstreckenflügen ist der Einsatz von Batterien unrealistisch. Aber auch die Schiff-Fahrt sowie der Schwer- und Privatverkehr zählen zu den potenziellen Abnehmern.

Noch wird indessen kein Solar Fuel in grosser Menge produziert. Der Bau der ersten Anlage ist auf 2023 geplant, ab 2024 soll sie jährlich 700'000 Tonnen Synfuel herstellen – die Hälfte des Kerosinverbrauchs von Swiss pro Jahr.

Synhelion

Synhelion wurde 2016 als Spin-off der ETH gegründet. Am Anfang sei eine verrückte Frage gestanden: Was wäre, wenn man den Prozess der Verbrennung umkehren könnte? Was auf dem Papier funktioniert, erwies sich auch in der Praxis als machbar, worauf das Start-up-Unternehmen gegründet wurde. Mittlerweile beschäftigt Synhelion 20 Mitarbeitende in drei Ländern und hat zwölf Patente angemeldet. Solar Fuels können in allen Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung produziert werden – was auch die Transportwege des Treibstoffs verkürzt. Die konzentrierte Sonnenhitze lässt sich auch für andere Anwendungen einsetzen – zum Beispiel zur Herstellung von umweltfreundlichem Beton.

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