Effizienzsteigerung bei Power-to-Liquid-Produktion

Power-to-Liquid

Neue Membranreaktoren liefern »grüne« Grundstoffe für die chemische Industrie

Pressemitteilung / 12.6.2018

Geschlossene Kohlenstoffkreisläufe müssen in Zukunft einen wichtigen Beitrag leisten, Kohlendioxid-Emissionen drastisch zu reduzieren und einen sicheren und kostengünstigen Zugang zu Kohlenstoffquellen als Basis für Produkte der chemischen Industrie zu gewährleisten. Um die Effizienz und damit Wirtschaftlichkeit der dafür erforderlichen Syntheseprozesse zu steigern, hat das Fraunhofer IKTS in Zusammenarbeit mit dem Thüringer Unternehmen MUW-SCREENTEC GmbH einen neuartigen Membranreaktor entwickelt.

Ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf basiert auf der steten Umsetzung von Kohlendioxid mit Energie –  idealerweise aus regenerativen Quellen. So lässt sich aus regenerativ erzeugtem Strom beispielswiese Wasserstoff herstellen, welcher unter Nutzung von Kohlendioxid zu speicherbaren Stoffen wie Methanol umgewandelt werden kann. Der nach dem Prinzip »Power-to-Liquid« hergestellte flüssige und somit transportable Speicherstoff Methanol besitzt eine hohe Energiedichte und erlaubt eine unbegrenzte Lagerung ohne Verluste. Außerdem ist dieser wertvolle Energieträger auch eine wichtige Basischemikalie für weiterführende Synthesen, beispielsweise für Kunststoffe.

Derzeit ist bei der Synthese von Methanol aus Wasserstoff und Kohlendioxid die notwendige Abtrennung des Wassers noch ein separater Schritt. Die dabei zum Einsatz kommenden thermischen Verfahren sind energieaufwändig und reduzieren den Wirkungsgrad. Mit einem so genannten Membranreaktor ist es nun erstmals gelungen, die chemische Reaktion mit der Stofftrennung in einem Apparat zu koppeln. Das Konzept wurde vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS und der MUW-SCREENTEC GmbH unter Förderung der Thüringer Aufbaubank entwickelt und in Hardware demonstriert. Durch die membranunterstützte Abtrennung des Wassers aus dem Reaktionsraum wird die Lage des chemischen Gleichgewichts während der Synthese gezielt zugunsten des Methanols verschoben.

Auf Basis dieser Ergebnisse lassen Simulationsrechnungen eine deutliche Steigerung der Methanolausbeute auf 60 % in Membranreaktoren statt bisher 20 % in konventionellen Reaktoren erwarten, wenn man auf industrielle Anlagen hochskaliert. Der experimentelle Nachweis der genauen Steigerung der Ausbeute wird derzeit von den Projektpartnern erbracht. Die für die Reaktoren notwendigen Membranen wurden ebenfalls am Fraunhofer IKTS entwickelt. Sie müssen neben den wasserabtrennenden Eigenschaften auch unter den anspruchsvollen Prozessbedingungen mechanisch, chemisch und thermisch stabil sein. Für die Methanolsynthese erwiesen sich bislang wasserselektive Kohlenstoffmembranen als besonders effektiv.

Die umgekehrte Reaktion der Methanolsynthese – das Methanol-Reforming – lässt sich ebenfalls äußerst effizient im neuen Membranreaktor realisieren. Hierbei dient das Methanol als gut handhabbarer flüssiger Wasserstoffspeicher. Das entstehende Kohlendioxid wird im Membranreaktor abgetrennt und steht somit wieder als Ausgangsstoff für einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf zur Verfügung. Nutzbar sind solche geschlossenen Konzepte beispielsweise zur Versorgung von Schiffen mit dem Treibstoff Wasserstoff, welcher aus gut transportablem Methanol und Wasser gewonnen wird.

Mit den neu entwickelten Membranreaktoren kann unter modifizierten Prozessbedingungen und mit anderen Katalysatoren aus Kohlendioxid und Wasserstoff auch synthetisches Methan hergestellt werden, welches sich im Erdgasnetz unbegrenzt speichern lässt. Darüber hinaus können alternative Treibstoffe wie Dimethylether oder die wichtige Basischemikalie Formaldehyd synthetisiert und damit die »Power-to-Chemicals-Strategie« umgesetzt werden.

Um eine weitere Effizienzsteigerung der Syntheseprozesse zu erzielen, fokussieren zukünftige Forschungsarbeiten nun auf einer gezielten Verbesserung der Katalysatoreigenschaften. Daher werden am Fraunhofer IKTS Katalysatoren entwickelt, die sich künftig direkt – und nicht wie bislang als Schüttung – auf die Membran applizieren lassen. »Das Fraunhofer IKTS verfügt sowohl über die gesamte Prozesskette zur Herstellung stabiler und selektiver Membranen als auch über umfangreiche Kompetenzen zur Katalysator- und Prozessentwicklung – ein weltweit einmaliger Wettbewerbsvorteil«, sagt Dr. Norman Reger-Wagner, Gruppenleiter am Thüringer Standort.

Perspektivisch sind durch die kontinuierliche Verbesserung der Membranen und des Verfahrens – beispielsweise durch eine selektive, membrangestützte Eindosierung von Wasserstoff in den Reaktionsraum – weitere deutliche Effizienzsteigerungen zu erwarten.

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Quelle: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Mini-Reaktoren im Container

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Ineratec GmbH, Karlsruhe: Nominiert für den Deutschen Gründerpreis 2018 in der Kategorie StartUp

Ineratec ist es gelungen, gigantische chemische Anlagen auf Miniaturformat zu schrumpfen. Die dezentral nutzbaren Reaktoren produzieren beispielsweise mit Hilfe von Solar- oder Windenergie synthetische Kraftstoffe fürs Auto oder erzeugen aus Abfallgasen hochwertige Ausgangsstoffe für die chemische Industrie. Die Expertenjury des Deutschen Gründerpreises war beeindruckt von den extrem vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der innovativen Reaktoren, mit denen man auch aus bislang verschwendeten Ressourcen einen echten Mehrwert erzielen kann. Deshalb wurden die Karlsruher für den Deutschen Gründerpreis 2018 in der Kategorie StartUp nominiert.

Das Unternehmen im Überblick

Gründungsjahr 2016
Die Gründer Dr. Tim Böltken, Philipp Engelkamp, Dr. Paolo Piermartini
Startkapital 25.000 Euro
Umsatz 2017 über 1 Mio. Euro
Mitarbeiter 19

Aus dem Klimakiller CO2 und Wasserstoff kann man synthetisches Erdgas oder synthetische Kraftstoffe herstellen, etwa fürs Auto. Dazu braucht man aber reichlich Energie. Was liegt also näher, als dies in der Nähe von Wasser-, Solar- oder Windkraftanlagen zu machen? Bislang war eine solche dezentrale Produktion jedoch nicht wirtschaftlich möglich, weil für diese Verfahren normalerweise extrem teure, großtechnische chemische Anlagen nötig sind.

Den Ineratec-Gründern Dr. Tim Böltken (33), Philipp Engelkamp (27) und Dr. Paolo Piermartini (37) gelang nun der Durchbruch: Die drei Ingenieure entwickelten eine passende chemische Reaktortechnologie, die in einem handelsüblichen Schiffscontainer Platz findet. Die fix und fertig montierten, preisgünstigen Kompaktanlagen sind nach dem Baukastensystem konzipiert, sodass man die Kapazität ganz nach Bedarf erweitern kann. „Damit ist es auch möglich, regenerative Energie dauerhaft zu speichern und so die Energiewende voranzutreiben“, erläutert Dr. Tim Böltken.

Wir wollten unbedingt an den Markt gehen, denn eine solche Chance hat man nur einmal im Leben.

Die schlüsselfertigen Kompaktanlagen können aber noch viel mehr: An vielen Stellen, beispielsweise auf Mülldeponien oder in der Industrie, entstehen nämlich relativ kleine Mengen wertvoller Gase, die aus Kostengründen häufig einfach verbrannt werden. Mit den mehrfach preisgekrönten Minireaktoren von Ineratec lohnt es sich, auch diese bislang verschwendeten Ressourcen zu nutzen, um daraus synthetische Kraftstoffe oder hochwertige Produkte für die chemische Industrie herzustellen. „Wir nutzen bekannte Verfahren wie die Synthesegaserzeugung, die Fischer-Tropsch-Synthese, die Methanolsynthese und die Methanisierung, nur eben in extrem kompakter Bauweise“, erklärt Dr. Tim Böltken. Und genau das war die technische Herausforderung.

Hinter der innovativen Ausgründung stehen mehr als 15 Jahre Forschung am Karlsruher Institut für Technologie, wo sich die Gründer während ihrer wissenschaftlichen Arbeit kennen lernten. Schon bald zeigten Anwender aus der Industrie Interesse an den Forschungsergebnissen. „Wir wollten unbedingt an den Markt gehen, denn eine solche Chance hat man nur einmal im Leben.“ Mit Hilfe des Exist-Forschungstransfers des Wirtschaftsministeriums und weiterer Fördermittel trieben die Gründer die Produktentwicklung voran, präsentierten auf Fachveranstaltungen und gewannen so die ersten Kunden. „Der Bedarf ist da und das Feedback vom Markt ist sehr positiv.“ Die mehrfach patentierten Reaktoren sind weltweit gefragt. Pilotanlagen laufen bereits in Deutschland, Spanien und Finnland. Weitere starten demnächst in Kanada, Brasilien, Malaysia sowie in der Schweiz. „Die Anlage ist direkt im Container montiert und leicht auf Schiffen oder LKW zu transportieren.“

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Kontakt:

Ineratec GmbH

Dr. Tim Böltken
T(0721) 864 844 60

tim.boeltken@ineratec.de
www.ineratec.com

Die hochkarätig besetzte Auswahljury des Deutschen Gründerpreises bescheinigte den weitsichtigen Ineratec-Gründern „beeindruckende Zukunftsvisionen, herausragende Kompetenzen und beste Geschäftsaussichten mit einem sehr innovativen, weltweit patentierten Produkt“. Die Experten nominierten das viel versprechende High-Tech-Unternehmen aus Karlsruhe für den Deutschen Gründerpreis 2018 in der Kategorie StartUp. „Wir freuen uns sehr über diese Nominierung. Das ist für uns und für das gesamte Team eine Bestätigung, dass wir auf dem richtigen Weg sind“, sagt Dr. Tim Böltken. „Wir wollen wachsen und glauben, dass sich nun weitere Türen öffnen werden.“

Quelle: Deutscher Gründer Preis 


 

Lufthansa Group stellt neuen Treibstoffeffizienzrekord auf

nachhaltige Luftfahrt
Spezifische Treibstoffverbrauch sinkt um 4,5 Prozent
Frankfurt, 6. Juni 2018: Die Lufthansa Group hat einen neuen Treibstoffeffizienzrekord aufgestellt: Die Flugzeuge der Passagierflotten benötigten 2017 durchschnittlich nur 3,68 Liter Kerosin, um einen Fluggast 100 Kilometer weit zu befördern (2016: 3,85 l/100pkm). Dies entspricht einer Verbesserung von 4,5 Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Die Lufthansa Group hat damit das Airline-Branchenziel der jährlichen Effizienzsteigerung um 1,5 Prozent mehr als erfüllt. Dazu haben alle Fluggesellschaften des Konzerns beigetragen.
„Das ist das erfreuliche Resultat unserer kontinuierlichen Flottenmodernisierung und Effizienzprogramme. Um unseren Flugbetrieb so umweltverträglich wie möglich zu gestalten, werden wir auch weiterhin in wirtschaftliche, sparsame und leise Flugzeuge investieren. Wir wollen auch beim wichtigen Aspekt der Nachhaltigkeit eine führende Rolle in unserer Industrie einnehmen.“, so Carsten Spohr, Vorsitzender des Vorstands der Deutschen Lufthansa AG, im Vorwort des heute veröffentlichten Nachhaltigkeitsberichts „Balance“.
Die Lufthansa Group arbeitet kontinuierlich und systematisch daran, die Umweltverträglichkeit ihrer international angebotenen Dienstleistungen weiter zu verbessern. 2017 hat der Aviation-Konzern 29 neue Flugzeuge in Dienst gestellt, darunter weitere äußerst effiziente Modelle der Typen A350-900, A320neo und Bombardier C Series. Insgesamt stehen bei der Lufthansa Group aktuell rund 190 Flugzeuge auf der Bestellliste mit Auslieferung bis 2025.
Darüber hinaus setzten die Treibstoffeffizienz-Experten der Lufthansa Group 2017 insgesamt 34 Projekte zur Treibstoffeinsparung um, die die CO2-Emissionen um rund 64.400 Tonnen nachhaltig reduzierten. Die eingesparte Menge Kerosin betrug 25,5 Millionen Liter – dies entspricht dem Verbrauch von circa 250 Hin- und Rückflügen auf der Strecke München-New York mit dem Airbus A350-900. Der positive finanzielle Effekt dieser Maßnahmen betrug 7,7 Millionen Euro.
Umfangreiche Informationen, Kennzahlen und Interviews zu diesen und weiteren Themen der unternehmerischen Verantwortung liefert der heute veröffentlichte 24. Nachhaltigkeitsbericht „Balance“ der Lufthansa Group. Die Berichterstattung erfolgt in Übereinstimmung mit den international anerkannten GRI Standards der Global Reporting Initiative.
nachhaltige Luftfahrt
Quelle: Lufthansa

Lufthansa LEOS nimmt zweiten eSchlepper am Flughafen Frankfurt in Betrieb

eMobility
04.06.2018
LEOS - eTug/eSchlepper
  • Das E-Fahrzeug sorgt für umweltschonende Schlepps von Großraumflugzeugen wie dem Airbus A380 und der Boeing 747
  • Bis zu 75 Prozent weniger Emissionen im Vergleich zu einem konventionellen Flugzeugschlepper

Bei Lufthansa LEOS, dem Experten für Bodenverkehrsdienste an den deutschen Großflughäfen, ist seit 2016 der weltweit erste eSchlepper am Flughafen Frankfurt im Einsatz. Jetzt hat die Tochtergesellschaft der Lufthansa Technik ein zweites Exemplar in Betrieb genommen. Bei dessen Bau wurden einige Verbesserungspotenziale berücksichtigt, die das Unternehmen aufgrund der operationellen Erfahrungen mit dem ersten eSchlepper gemacht hat – sowohl was das technische Design des Fahrzeugs als auch die Ergonomie für den Fahrer angeht.

Das von der schwedischen Firma Kalmar Motor AB entwickelte, 700 kW starke Elektrofahrzeug ist im Frühjahr dieses Jahres bei Lufthansa LEOS in Frankfurt eingetroffen. Nach den nötigen Aufrüstungsarbeiten, wie zum Beispiel dem Einbau von Funk und Transponder, ist es nun am Flughafen Frankfurt im Einsatz. Der eSchlepper sorgt für umweltschonende Wartungs- und Positionierungsschlepps sowie Pushbacks großer Passagierflugzeuge. Er bringt Flugzeuge wie den Airbus A380 oder die Boeing 747 rein elektrisch zu ihren Parkpositionen, in die Werft, ans Gate oder auf den Weg mittels Pushback und kann Flugzeuge bis zu einem maximalen Startgewicht von 600 Tonnen bewegen. Das ist das 15-fache seines eigenen Gewichts.

Mit dem Einsatz des eSchleppers lassen sich bis zu 75 Prozent der Emissionen im Vergleich zu einem konventionellen, dieselbetriebenen Flugzeugschlepper einsparen. Auch der Geräuschpegel des eSchleppers ist deutlich geringer.

Das Elektrofahrzeug verfügt über Allradantrieb und Allradlenkung, so dass es trotz seiner 9,70 Meter Länge und einer Breite von 4,50 Meter auch im teilweise begrenzten Raum der Wartungshangars gut manövrierbar ist. Die Lithium-Ionen-Akkus haben eine Kapazität von 180 Kilowattstunden. Das entspricht in etwa der fünf- bis sechsfachen Kapazität eines handelsüblichen Elektroautos. Im Bedarfsfall können die Akkus auch während des Betriebs mit Hilfe eines integrierten Dieselmotors, dem Range Extender, nachgeladen werden. Das Dieselaggregat erfüllt damit eine absichernde Aufgabe, so dass in jedem Fall die anstehenden Missionen durchgeführt werden können.

eMobility

E-Schlepper Lufthansa Leos an Boeing 747-400 VM

Der eSchlepper ist ein Projekt innerhalb der Initiative E-PORT AN am Flughafen Frankfurt. Sie verfolgt das Ziel, einzelne Fahrzeugtypen auf dem Vorfeld sukzessive auf elektromobile Antriebstechniken umzurüsten. Partner der Initiative sind neben der Lufthansa Group die Fraport AG, das Land Hessen und die Modellregion Elektromobilität Rhein-Main. Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur fördert die Investitionen der Partner in Höhe von mehreren Millionen Euro in diese zukunftsweisenden Elektromobilitätsprojekte. Wissenschaftlich begleitet wird die Initiative von der Technischen Universität Darmstadt und der Technischen Universität Berlin. 2014 hat E-PORT AN den renommierten GreenTec Award in der Kategorie Luftfahrt erhalten, 2016 den Air Transport World Award als Eco-Partnership of the Year. Bereits 2013 hatte die Bundesregierung E-PORT AN als Leuchtturmprojekt ausgezeichnet.

Quelle: Lufthansa

Was kosten Designer Fuels?

Studie: Künftige Kosten strombasierter synthetischer Kraftstoffe

16. Mai 2018

Im defossilisierten Energiesystem der Zukunft werden synthetische Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien (E-Fuels oder Designer-Fuels) – eine wichtige Ergänzung zur direkten Nutzung regenerativer Energien oder von Strom aus Erneuerbaren Energien sein. Inzwischen wecken Szenarien Interesse, die auf den breiten Einsatz synthetischer Kraftstoffe bei stark reduzierten Kosten setzen. Welche Annahmen sprechen für diese geplanten Kostensenkungen? Um für Aufklärung zu sorgen, haben Agora Verkehrswende und Agora Energiewende Frontier Economics beauftragt, Kostensenkungspfade für synthetische Kraftstoffe zu analysieren und günstige Standorte im In- und Ausland für die Erzeugung von Erneuerbarem Strom zu untersuchen. Im Rahmen eines Webinars stellten Urs Maier (Agora Verkehrswende) und Matthias Deutsch (Agora Energiewende) die wichtigsten Ergebnisse der kürzlich veröffentlichten Analyse am 16.05.2018 vor.

Ein weiteres Ziel dieser Studie, so Maier und Deutsch, sei die Förderung der Diskussion darüber, wie man die Produktion von synthetischen Kraftstoffen nachhaltig macht und mit welchen Mitteln sich das am wahrscheinlichsten erreichen lässt.

Vier Schlüssel-Erkenntnisse vorweg

  1. Synthetische Kraftstoffe werden eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung des Chemiesektors, der Industrie und Teilen des Verkehrssektors spielen. Technologien zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe können zur Herstellung chemischer Vorprodukte, zur Erzeugung von Hochtemperatur-Prozesswärme sowie zur Versorgung von Luft-, See- und eventuell Straßentransporten eingesetzt werden. Da synthetische Kraftstoffe teurer sind als die direkte Nutzung von Elektrizität, ist ihre mögliche Bedeutung in anderen Sektoren noch ungewiss.
  2. Um wirtschaftlich effizient zu sein, benötigen Power-to-Gas- (PtG) und Power-to-Liquid-Anlagen (PtL) kostengünstigen Strom aus Erneuerbaren Energien und hohe Volllaststunden. Überschüssiger Erneuerbarer Strom wird nicht ausreichen, um den Strombedarf bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe zu decken. Stattdessen müssen Erneuerbare Kraftwerke explizit für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe gebaut werden, entweder in Deutschland (d.h. als Offshore-Wind) oder in Nordafrika und dem Mittleren Osten (d.h. als Onshore-Wind und/oder PV). Die Entwicklung von Anlagen für synthetische Kraftstoffe in öl- und gas-exportierenden Ländern würde diesen Ländern ein postfossiles Geschäftsmodell bieten.
  3. Synthetisches Methan und Öl werden in Europa anfangs zwischen 20 und 30 ct/kWh kosten. Die Kosten können bis 2050 auf 10 ct/kWh sinken, wenn die globale Leistung von PtG und PtL rund 100 GW erreicht. Die angestrebten Kostensenkungen erfordern erhebliche, frühzeitige und kontinuierliche Investitionen in Elektrolyseure und CO2-Absorber. Ohne politische Intervention oder hohe CO2-Preise ist dies jedoch unwahrscheinlich, da die Kosten für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe höher bleiben werden als die Kosten für die Gewinnung konventioneller fossiler Brennstoffe.
  4. Wir brauchen einen politischen Konsens über die Zukunft von Öl und Gas, der sich zum Ausstieg aus fossilen Brennstoffen verpflichtet, effiziente Ersatztechnologien bevorzugt, Nachhaltigkeitsregelungen einführt und Anreize für die Produktion synthetischer Kraftstoffe schafft. Strombasierte Brennstoffe sind keine Alternative zu fossilen Brennstoffen, können aber Technologien mit geringeren Umwandlungsverlusten wie Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen ergänzen. Anwendungsspezifische Adoptionsziele und verbindliche Nachhaltigkeitsregelungen können dazu beitragen, dass PtG- und PtL-Kraftstoffe dem Klima zugute kommen und gleichzeitig eine verlässliche Grundlage für eine langfristige Planung bieten.

Um die Treibhausgas-Reduktionsziele zu erreichen, wird der Einsatz synthetischer Kraftstoffe in großem Maßstab nötig sein.

Deutschland strebt bis 2030 eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um 55 % gegenüber 1990 an. Darüber hinaus will das Land bis 2050 eine Treibhausgasreduktion von 80% bis 95% erreichen. Der 2016 von der Bundesregierung verabschiedete Klimaschutzplan 2050 legt als erste deutsche Regierungspolitik die Reduktionsziele für jeden Wirtschaftszweig fest. Konkret sieht der Klimaschutzplan vor, die Emissionen im Gebäudesektor von 119 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2014 auf 70 bis 72 Mio. t CO2-Äquivalente bis 2030 zu reduzieren. Im Verkehrssektor sollen die Emissionen von 160 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2014 auf 95-98 Mio. t CO2-Äquivalente im Jahr 2030 gesenkt werden. Zu den wichtigsten energiepolitischen Maßnahmen zur Erreichung dieser Reduktion bis 2030 gehören die Verbesserung der Energieeffizienz, sowie die Elektrifizierung der Produktionsmengen.

Bio-basierte Treibstoffe nicht ausreichend

PtG und PtL werden als Brennstoffquellen besonders wichtig sein, da nachhaltig erzeugte Biomasse – einschließlich Holz, Biogas und Biokraftstoffe – nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht, um Kohle, Öl und Erdgas in Anwendungen zu ersetzen, die auf thermische Verbrennung angewiesen sind. Aufgrund der Tatsache, dass Biomasse die Anbauflächen für Lebens- und Futtermittel verdrängt, gibt es sowohl in Deutschland als auch weltweit starke Einschränkungen bei der Ausweitung der Produktion. Und während durch die Herstellung von Biokraftstoffen aus Abfällen und landwirtschaftlichen Reststoffen ein Flächenwettbewerb vermieden werden kann, ist das Wachstumspotenzial für diese Klasse von Biokraftstoffen viel zu begrenzt, um den Energiebedarf des Verkehrssektors zu decken.

Rolle der Designer Fuels im Energiesystem noch unklar

Synthetische Kraftstoffe auf Strombasis können die Dekarbonisierung fördern, wenn sie mit Erneuerbarer Energie erzeugt werden, und wenn die Kohlenstoffeinträge (falls erforderlich) klimaneutral sind. Der wichtigste synthetische Kraftstoff ist Wasserstoff als Grundmolekül, gefolgt von Methan und synthetischen flüssigen Kraftstoffen. Die genaue Rolle, die diese Brennstoffe im Energiesystem der Zukunft spielen werden, ist jedoch noch unklar. Die Antwort auf diese Frage hängt wesentlich davon ab, wann und zu welchen Kosten konventionelle Kraftstoffe durch klimafreundliche Alternativen ersetzt werden können. Aus heutiger Sicht scheint es möglich zu sein, große Mengen synthetischer Kraftstoffe zu vernünftigen Kosten herzustellen, so dass synthetische Kraftstoffe eine bedeutende Rolle bei der Dekarbonisierung spielen können.

synthetischer Kraftstoff

Zapfsäule in Zürich-Enge – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Synthetische Kraftstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber der direkten Nutzung von Elektrizität: Synthetische Kraftstoffe sind energieintensiv, können gelagert und transportiert werden und sind zudem in vielerlei Hinsicht mit bestehenden Energiesystemen kompatibel. Dadurch weisen synthetische Kraftstoffe die gleichen positiven Eigenschaften auf wie fossile Kraftstoffe. Industriegesellschaften haben weitreichende technologische Abhängigkeiten und Routinen im Alltag entwickelt. Die Kompatibilität der synthetischen Kraftstoffe mit der bestehenden Infrastruktur ist ein klares Argument für sie, denn ihre Einführung bringt keine großen Änderungen in den bestehenden Routinen und Systemen mit sich.

 

Großer Nachteil der Synthetischen: Mangelhafte Energieeffizienz

Synthetische Kraftstoffe haben jedoch einen großen Nachteil: geringe Energieeffizienz. Aufgrund von Umwandlungsverlusten werden für ihre Produktion große Mengen Strom benötigt. Im Vergleich zur direkten Stromnutzung ist die Herstellung synthetischer Kraftstoffe mit hohen Umwandlungsverlusten verbunden. Dies hat zwei unmittelbare Folgen: Erstens werden PtG- und PtL-Kraftstoffe immer deutlich höher liegen als direkte Stromkosten. Zum anderen erhöht die Abhängigkeit von synthetischen Kraftstoffen die Nachfrage nach Strom aus Wind- und Solarenergie deutlich und damit auch die geografische Ausdehnung der regenerativen Energiesysteme. Werden synthetische Kraftstoffe in großem Maßstab eingesetzt, können die hohen Mengen an Erneuerbaren Energien, die für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen benötigt werden, nicht in Deutschland erzeugt, sondern müssen importiert werden. Die Abschätzung des globalen Potenzials für die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe ist kein Ziel dieser Studie.

synthetische Kraftstoffe

Effizienzkriterien verschiedener Antriebsarten – Grafik © Agora auf Basis von acatech et al.

Umwandlungsverluste, die mit drei verschiedenen Pkw-Antriebstechnologien verbunden sind, unter der Annahme, dass die zugrunde liegende Energiequelle Erneuerbarer Strom ist: batteriebetriebene Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems sinkt mit jedem weiteren Umsetzungsschritt:

  1. Das batteriebetriebene Elektrofahrzeug hat den höchsten Wirkungsgrad (69%), da die anfallenden Umwandlungsverluste relativ gering sind.
  2. Das Brennstoffzellenfahrzeug belegt mit einem Wirkungsgrad von 26% den zweiten Platz. In diesem Fall führt der Zwischenschritt der Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse zu einer deutlichen Wirkungsgradverminderung.
  3. Die am wenigsten effiziente Lösung ist der Einsatz synthetischer Kraftstoffe in einem Verbrennungsmotor, da die zweistufige chemische Umwandlung in Kombination mit der Ineffizienz des Verbrennungsmotors zu einem Gesamtwirkungsgrad von 13% führt. Batteriebetriebene Fahrzeuge sind damit fünfmal effizienter als Verbrennungsmotoren, die mit erneuerbaren synthetischen Kraftstoffen betrieben werden. Das bedeutet, dass ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor fünfmal so viel Strom aus erneuerbaren Energien benötigt wie ein batteriebetriebenes Fahrzeug, um die gleiche Strecke zurückzulegen.

Im Vergleich zum direkten Stromverbrauch erfordern Szenarien, die einen breiten Einsatz synthetischer Kraftstoffe vorsehen, daher eine deutlich erweiterte Flotte Erneuerbarer Energien mit der damit verbundenen Landnutzung. Hohe Kosten entstehen auch durch den Bau von Anlagen zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe.

synthetische Kraftstoffe

Individuelle und Gesamtwirkungsgrade für verschiedene Heizsysteme – Grafik © Berechnungen der Autoren nach acatech et al. (2017 a,b), Köppel (2015), FENES et al. (2015)

Der Wirkungsgrad verschiedener Heizsysteme, wieder unter der Voraussetzung, dass die zugrunde liegende Energiequelle Erneuerbarer Strom ist:

  1. Die elektrische Wärmepumpe ist die Technologie mit dem höchsten Gesamtwirkungsgrad, da sie im Gegensatz zu anderen eine besondere Hebelwirkung hat. Ihr Wirkungsgrad von 285% ist darauf zurückzuführen, dass sie der Umwelt (Luft, Boden oder Wasser) mehr Energie entziehen kann, als für den Betrieb erforderlich ist. In dem hier vorgestellten Beispiel kann die Wärmepumpe dreimal mehr Heizenergie liefern als die benötigte Eingangsleistung.
  2. Die zweiteffizienteste Technologie ist der Gas-Brennwertkessel mit einem Wirkungsgrad von 50%. Während der Transport in diesem Fall nur geringe Verluste aufweist, ist die Produktion von Wasserstoff mit hohen Umwandlungsverlusten verbunden.
  3. Am Ende des Prozesses steht die Wasserstoff-Brennstoffzelle mit einem Wirkungsgrad von 45%, die zu fast gleichen Teilen aus Wärme (24%) und Strom (21%) besteht. Entsprechend ist der Gesamtwirkungsgrad der Wärmepumpe sechsmal höher als der der Wasserstoff-Brennstoffzelle. Berücksichtigt man nur die Wärmeerzeugung der Wasserstoff-Brennstoffzelle (24%), so ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe zwölfmal höher.

Beide Abbildungen zeigen die relativ hohen Umwandlungsverluste beim Einsatz von synthetischen Kraftstoffen .
Mangels eindeutiger Belege dafür, dass dieser unbestreitbare, physikalische Nachteil synthetischer Kraftstoffe durch andere Vorteile – nämlich die Vermeidung von Infrastrukturkosten – mehr als ausgeglichen wird, liegt es nahe, zunächst technologische Lösungen mit geringeren Umwandlungsverlusten zu verfolgen. Im Heizungs- und Transportsektor sollten synthetische Kraftstoffe überwiegend in Bereichen eingesetzt werden, in denen eine direkte und effiziente Stromnutzung nicht möglich ist.

Verkehr: E-Mobilität außer bei Schwerlast und nicht im Luft- und Seeverkehr

Deutsche E-Mobility-Flotte vor Berliner bcc – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Im Verkehrssektor sind Elektromotoren die effizienteste und kostengünstigste Lösung für den Antrieb von Zügen, Autos, leichten Nutzfahrzeugen, Stadtbussen und Lkw, die über kurze Strecken und mit guten Lademöglichkeiten fahren. Bei schweren Lastkraftwagen, die über längere Strecken fahren, muss man unterscheiden. Denn die Fahrzeugbatterien in der Massenproduktion sind als einzige Energiequelle nicht stark genug und werden in den kommenden Jahren auch nicht stark genug sein. Deshalb müssen schwere Lkw, die über weite Strecken fahren, mit Freileitungen betrieben werden – oder alternativ, mit Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen. Eine Kombination verschiedener Antriebstechnologien kann sinnvoll sein, um geografische Gebiete zu bearbeiten, in denen noch keine Oberleitungen installiert sind. Ohne ein flächendeckendes Freileitungsnetz wird das entkohlte Transportsystem der Zukunft zwangsläufig Fernlastkraftwagen enthalten, die auf synthetische Kraftstoffe angewiesen sind.

Auch für den Luft- und Seeverkehr ist nach derzeitiger Expertenmeinung die direkte Stromnutzung nur sehr eingeschränkt möglich. Diese beiden Teilsektoren benötigen daher klimaneutrale synthetische Kraftstoffe, nämlich Wasserstoff zum Antrieb von Brennstoffzellen sowie CO2-basiertes synthetisches Methan oder Flüssigkraftstoff zum Antrieb von Verbrennungsmotoren. Synthetische Kraftstoffe werden auch für den Betrieb von Baumaschinen und schweren landwirtschaftlichen Fahrzeugen benötigt, da es nur in ausgewählten Fällen möglich sein wird, diese Fahrzeugtypen direkt mit Strom zu versorgen. Die Autoren regen an, die Politik solle die Einführung von Quoten für E-Fuels in diesen Bereichen diskutieren.

Heizung

Power to Liquid

Audi und Global Bioenergies entwickeln synthetischen Kraftstoff – Foto © Audi

Im Heizungsbereich für Gebäude ist die effizienteste Option die direkte Nutzung Erneuerbarer Energien (z.B. durch die Installation von Tiefengeothermie- und Solarthermieanlagen) sowie der Betrieb von Wärmepumpen mit Erneuerbarer Energie. Eine Einschränkung in diesem Bereich ist, dass bestehende Gebäude ausreichend gedämmt sein müssen, um die Installation einer Wärmepumpe effektiv zu machen. Wenn diese Anforderung – aus welchen Gründen auch immer – ein Problem darstellt, könnte der Einsatz synthetischer Kraftstoffe eine Alternative sein, entweder in Kombination mit einem Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerk (BHKW), einem Brennwertkessel oder einer Wärmepumpe, die als Hybridheizsystem arbeiten. Die industrielle Prozesswärme ist die primäre Form des Wärmebedarfs im industriellen Bereich. Wärmepumpen sind das effektivste Mittel zur Deckung des Wärmebedarfs bei niedrigen Temperaturen (das sind derzeit etwa 75 Grad Celsius, könnten aber bei der Entwicklung neuer Kühltechnologien bis zu 140 Grad Celsius bedeuten). 2014 wurden jedoch rund 60% des Bedarfs an industrieller Prozesswärme für Temperaturen über 200 Grad Celsius benötigt. Wärmepumpen können den Bedarf auf diesem Temperaturniveau nicht decken.

Während in einigen Bereichen Lösungen möglich sind, die auf der direkten Umwandlung von Elektrizität beruhen, werden Verbrennungsprozesse notwendig sein, um einen beträchtlichen Teil des zukünftigen Bedarfs an Hochtemperatur-Prozesswärme zu decken. Um die Entkarbonisierungsziele zu erreichen, müssen hier synthetische Brennstoffe eingesetzt werden.

Wasserstoff

Waserstoff-Zapfsäule an Multi-Energie-Tankstelle – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Aufgrund ihrer geringen Umwandlungseffizienz werden synthetische Kraftstoffe in der Regel (bisher) nur in Szenarien berücksichtigt, die Dekarbonisierungspfade bis 2050 in Bereichen des Energiesystems modellieren, für die keine realistische, effizientere Alternative absehbar ist. Neben ihrer Rolle im Transport- und Wärmesektor werden synthetische Kraftstoffe für die langfristige Speicherung von Strom und für die klimaneutrale Produktion der von der Industrie benötigten Einsatzstoffe von Bedeutung sein.

Im Energiesektor werden hohe Anteile an erneuerbaren Energien die Speicherung von synthetischem Methan als Energieträger zur Deckung des Bedarfs sehr wichtig machen, wenn die Wind- und Sonnenenergie-Erzeugung gering ist. Gegenwärtig sehen Experten vornehmlich die Rückumwandlung von Wasserstoff in Strom durch Verbrennung in Gaskraftwerken, entweder als Zusatz zu Erdgas oder in Form von Ammoniak als Backup-Energiequelle zur Deckung des Bedarfs bei geringer Wind- und Sonnenenergie-Erzeugung. Der Einsatz von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren stellt eine weitere Option dar.

Synthetische Treibstoffe keine Alternative, aber in einigen Bereichen  unverzichtbar

Synthetische Kraftstoffe sind keine alternative Energiequelle, sondern eine Ergänzung für Technologien mit geringeren Umwandlungsverlusten wie Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen. Dabei sind anwendungsspezifische Ziele entscheidend. Regierung und Industrie müssen zu einem Konsens kommen und Regeln für das Auslaufen von Erdöl und Erdgas und für deren Substitution durch klimaneutrale Alternativen einführen. Dabei ist zu betonen, dass diese Substitution nicht eins zu eins mit klimaneutralen Brennstoffen erfolgen kann. Aufgrund der erheblichen Umwandlungsverluste würde dieser Ansatz erhebliche Nachteile in Bezug auf Effizienz, Energiebedarf, Flächenbedarf, Kosten und den Erfolg der globalen Umstellung auf saubere Energien mit sich bringen.

Obwohl sie keine Alternative zu direktem Strom und Erneuerbarer Energie sind, werden synthetische klimaneutrale Kraftstoffe in einigen Bereichen höchstwahrscheinlich zu einer unverzichtbaren zusätzlichen Energiequelle werden. Daher ist es wichtig, eine Grundlage für die mittel- und langfristige Verfügbarkeit wettbewerbsfähiger Kosten zu schaffen. Dies kann nur gelingen, wenn regulative Instrumente eingesetzt werden, die eine langfristige Planung von Investitionen in PtL- und PtG-Anlagen ermöglichen. Die Schaffung einer verlässlichen Grundlage für Planungsentscheidungen wird von drei Faktoren abhängen:

  1. der Annahme eines klaren Ausstiegspfades,
  2. transparenten Richtlinien und
  3. Anreizen für den Einsatz der effizientesten Technologie in jedem Sektor.

Darüber hinaus muss ein verlässliches Marktbeschleunigungsprogramm für nachhaltig produzierte synthetische Kraftstoffe vorhanden sein.

Bestehende Instrumente zur Senkung der spezifischen CO2-Emissionen von Kraftstoffen wie die EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie oder zur Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energien wie die EU-Richtlinie über Erneuerbare Energien fördern bereits den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und die Einführung klimaneutraler Alternativen. Sowohl Direktantrieb als auch synthetische Kraftstoffe werden in der überarbeiteten Fassung der Erneuerbare-Energien-Richtlinie ausdrücklich erwähnt.

Woher das CO2 nehmen? CCS oder DAC?

Wird das von der Industrie bereitgestellte CO2 den Bedarf für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe in Deutschland im Jahr 2050 decken können? Diese Frage ist wichtig, weil die internationale Treibhausgasberichterstattung verlangt, dass das fossile CO2 aus dem Emissionsbudget des jeweiligen Landes gedeckt wird, auch wenn die CO2-Abtrennung und Kraftstoffproduktion im Ausland erfolgt. Andernfalls würde das CO2 aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Deutschland die Emissionsbudgets übersteigen.

Zweitens verminderte sich die Verfügbarkeit von abgeschiedenem CO2. Das Ziel der Pariser Vereinbarung, die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, wird die Welt nach den derzeitigen Reduzierungsmaßnahmen voraussichtlich nicht erreichen. In Zukunft müssen daher die Treibhausgasemissionen in der Industrie eliminiert oder  abgeschieden und unterirdisch verlagert werden (CCS).

Drittens sind Investitionen in die direkte Luftabscheidung (Direct Air Capture, DAC) ein Muss. Solange kostengünstiges CO2 aus der Zement- und Stahlindustrie verfügbar ist, werden die Investitionen in DAC-Technologien  nicht den für eine schnelle Kostensenkung erforderlichen Umfang erreichen. Die Studie projiziert DAC-Kosten von 145 €/t CO2 bis 2030 und danach 100 €/t. Eine weitere Frage ist, ob die Verlagerung von Treibhausgasemissionen von einem Sektor in einen anderen nur den Druck zur Dekarbonisierung verringern wird. Dies hat zur Folge, dass die Sektoren, die davon profitieren – zum Beispiel der Baustoffsektor – weniger Anreize zur Innovation haben.
Ein drittes Risiko besteht bei der direkten Luftaufnahme: DAC-Anlagen haben einen großen geografischen Fußabdruck, der bereits in den frühesten Planungsphasen berücksichtigt werden muss.

Die Umwandlung von PtG und PtL aus CO2-Emissionen für DAC ist zudem aufwendig. Während Flächen in Nordafrika und im Nahen Osten eine untergeordnete Rolle spielen, kann das nicht für die dicht besiedelten Gebiete Europas gesagt werden. Eine PtG- oder PtL-Anlage bezieht eine Nennlast von einem Gigawatt aus einem großen Offshore-Windpark in der Nord- oder Ostsee. Das CO2 aus dem DAC würde eine Fläche von 0,19 bis 1,28 Quadratkilometern benötigen –  etwa 27 bis 180 Fußballfelder.

Logischerweise zitieren Maier und Deutsch die alte Desertec-Vision. Desertec habe ein [Produktions- und] Übertragungssystem schaffen wollen, mit dem Solarstrom aus dem südlichen Mittelmeerraum [besser: aus dem MENA-Raum] nach Europa gebracht werden könne. Doch das im Projekt vorgesehene System von Hochspannungs-Gleichstromleitungen müsse noch realisiert werden.

Karte der möglichen Wüstenstromflüsse nach Europa – © dii

Die Produktion von synthetischen Kraftstoffen im südlichen Mittelmeerraum bietet ähnliche Vorteile wie die Desertec-Vision. Für die Exportländer ergibt sich der größte Nutzen aus der wirtschaftlichen Produktivitätssteigerung durch die Herstellung von Komponenten zur Erzeugung und durch den Bau und Betrieb von Kraftwerken für Erneuerbare Energien. Einen ähnlichen Schub dürfte der Bau weiterer PtG- und PtL-Produktionsanlagen erzeugen. Die Importländer ihrerseits erhalten die benötigten synthetischen Kraftstoffe zu relativ günstigen Kosten. Dass Hochspannungsleitungen nach Europa fehlen, stelle für synthetische Kraftstoffe kein Problem dar. Synthetische Kraftstoffe könnten über bestehende Pipelines und Infrastrukturen transportiert werden.

Mit der enormen Herausforderung der Dekarbonisierung wird auch der dringende Bedarf an synthetischen Kraftstoffen in einigen Bereichen immer deutlicher. Genau hier setzt die regenerative Energieerzeugung im südlichen Mittelmeerraum an: Sie bietet einen sinnvollen Ansatz für globale Arbeitsteilung und trägt gleichzeitig zur Sicherung der geopolitischen Stabilität bei. [Auch das war bereits Teil des Desertec-Konzepts. – Die Anmerkungen in eckigen Klammern von Solarify.]

Wirtschaftlichkeit der Designer Fuels

Zur wirtschaftlichen Effizienz brauchen PtG- und PtL-Anlagen laut Maier und Deutsch kostengünstigen EE-Strom und viele Volllaststunden. Überschüssiger EE-Strom werde zur Deckung des Strombedarfs für die Designer-Fuel-Produktion nicht ausreichen. Daher  fordern die Studienautoren Kapazitätsauslastung für EE-Anlagen von mindestens 3.000-4.000 Stunden pro Jahr (h/a), schon aufgrund hoher Fixkosten. Sogenannte “überschüssige Leistung” mit weniger als 2.000 h/a zu niedrigen Preisen reiche nicht aus. Zusätzliche Erneuerbare Energie-Anlagen für die PtG-/PtL-Produktion seien Offshore-Wind, PV und Onshore-Wind mit ungefähr 4.000 h/a. Die Vollkosten von Anlagen für Erneuerbare Energien seien relevant.

Die Kosten für synthetisches Methan und Öl könnten bis 2050 von anfänglich 20 bis 30 ct/kWh auf etwa 10 ct/kWh sinken – unter der Voraussetzung, dass sich die weltweite Elektrolysekapazität auf 100 GW erhöht. Dazu komme, dass Importe billiger seien. Weitere Kostensenkungen seien durch PV, durch Batterien, jeweils sehr große Anlagen, zu erwarten. Kostensteigerungen seien zu befürchten durch höhere Kapitalkosten in Ländern mit erhöhtem Risiko wie in Nahost und Nordafrika. Das könne allerdings auch zu einer inversen Situation der Importe gegenüber der inländischen Produktion führen.

Die angestrebten Kostensenkungen erforderten erhebliche, frühzeitige und kontinuierliche Investitionen in Elektrolyseure. Skalen- und Lerneffekte seien entscheidend für die Kostenreduktion, aber unsicher (z.B. CO2 aus der Luft). Entscheidend ist für Maier und Deutsch die internationale 100-GW-Herausforderung. Aber: Große Investitionen seien ohne politische Intervention oder einen hohen CO2-Preis aufgrund der hohen Kosten für synthetische Kraftstoffe (vorerst) nicht zu erwarten.

Elektrolyseur – Foto © zukunft-erdgas.info

Die Wasserstoffproduktion koste weniger als Methan, erfordere aber neue Infrastrukturen und Endanwendungen. So sei die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas für geringe Anteile an Wasserstoff in Deutschland erlaubt. Bei einem Wasserstoffanteil von mehr als 15 Volumenprozent sei aber mit einer kostspieligen Nachrüstung zu rechnen. Lokale Infrastruktur speziell für Wasserstoff könnte eine Option sein. Der Vorteil des Wasserstoffs sei, dass es keine Unsicherheiten bei der CO2-Abtrennung aus der Luft gebe. Der Nachteil: eine einfache Weiterverwendung der vorhandenen Infrastruktur sei nicht möglich.

Maier/Deutsch fordern dazu von der Politik klare Kante, nämlich “einen politischen Konsens über die Zukunft von Öl und Gas, der sich zum Ausstieg aus fossilen Brennstoffen verpflichtet”, aber nicht nur das, sondern weit mehr, nämlich dass sie “effiziente Ersatztechnologien bevorzugt, Nachhaltigkeitsregelungen einführt und Anreize für die Produktion synthetischer Kraftstoffe schafft”.

Nachhaltigkeitsstandards für die Produktion von Kraftstoffen auf Strombasis müssen entwickelt werden

  • Minimale Treibhausgasreduktion: Die gesamte Produktionskette synthetischer Kraftstoffe muss 70% weniger Treibhausgas ausstoßen als herkömmliche fossile Kraftstoffe.
  • Zusätzliche regenerative Stromerzeugung: Strom für den gesamten Produktionsprozess (inkl. Wasseraufbereitung etc.) muss aus zusätzlichen regenerativen Kraftwerken stammen. Kann dies nicht erreicht werden, müssen die Emissionen jedes Strommixes ausgeglichen werden.
  • CO2 aus nachhaltigen atmosphärischen Quellen: Nur die Gewinnung von CO2 aus der Luft oder aus nachhaltigen biogenen Quellen führt zu einem geschlossenen, klimaneutralen Kreislauf. Kann dies nicht erreicht werden, sind alle CO2-Emissionen zu zählen. Die CO2-Abtrennung aus der Stahl- oder Zementproduktion wurde im Webinar nicht positiv bewertet, das allerdings wurde nicht begründet.
  • Nachhaltige Nutzung von Wasser und Land: Die Wasseraufbereitung für die Elektrolyse darf die Wasserversorgung nicht negativ beeinflussen. Produktionsstandorte dürfen sich nicht in Naturschutzgebieten oder anderen gefährdeten Gebieten (z.B. Lebensräumen mit hoher Biodiversität) befinden.
  • Soziale Nachhaltigkeit der Kraftstoffproduktion: Die Herstellung synthetischer Kraftstoffe darf sich nicht negativ auf die lokalen Gemeinschaften auswirken. Wenn Kraftstoff in Entwicklungsländern produziert wird, muss ein Teil der Einnahmen in eine nachhaltige lokale Entwicklung fließen.

->Quellen:

Solarify ist ein von Agentur Zukunft und dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC) in Mülheim an der Ruhr betriebenes Internet-Portal für Nachhaltigkeit, Erneuerbare Energien, Klimawandel und Energiewende.

Autor: Gerhard Hoffmann

Quelle: Solarify https://www.solarify.eu/2018/05/16/034-was-kosten-designer-fuels/


 

DLR und TU Braunschweig vereinbaren Zusammenarbeit bei der Batterieforschung

 

Dienstag, 24. April 2018

  • DLR und TU BS unterzeichnen Absichtserklärung für die Zusammenarbeit im Bereich der Batterieforschung.
  • Neuer Zweig am DLR-Standort Braunschweig soll die bisherige DLR-Batterieforschung an den Standorten Oldenburg, Ulm, Stuttgart und Köln ergänzen.
  • Schwerpunkt(e): Energie, Batterieforschung

DLR und TU Braunschweig vereinbaren Zusammenarbeit bei der Batterieforschung

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Technische Universität Braunschweig (TU BS) haben am 24. April 2018 auf der Hannover Messe eine Absichtserklärung für gemeinsame Arbeiten im Bereich der Batterieforschung unterzeichnet. Das DLR und die TU BS wollen zukünftig bei der Entwicklung neuer Batteriesysteme eng zusammenarbeiten, um die Kette von Forschung über Entwicklung bis hin zur Fertigung vollständig abzubilden.

Prof. Dr. Karsten Lemmer, DLR-Vorstandsmitglied für Energie und Verkehr sagte: “Leistungsstarke Batterien sind essentiell für eine nachhaltige Energieversorgung und insbesondere auch für den Ausbau der Elektromobilität. Das DLR hat in der Grundlagenforschung und in der anwendungsbezogenen Forschung ein breites Kompetenzspektrum an seinen Standorten Ulm, Stuttgart, Köln und Oldenburg aufgebaut. Ich freue mich, dass wir die Batterieforschung mit unserem langjährigen Partner, der TU Braunschweig, weiter ausbauen.”

Am Forschungsflughafen Braunschweig arbeiten das Niedersächsische Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik (NFF) der TU Braunschweig und das DLR traditionell eng zusammen. “Die neue Kooperation verstärkt die Batterieforschung am Standort Braunschweig. Sie ergänzt das Gesamtkonzept, das unsere Spitzenforscher hier mit der Battery Lab Factory der TU Braunschweig entwickelt haben und das sich mit dem geplanten ‘Fraunhofer Center für Smarte Energiespeicher und Systeme’ in den kommenden Jahren noch weiterentwickeln wird”, erklärte Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, Präsidentin der TU Braunschweig. “Wir wollen gemeinsam erforschen, welche Energiespeicher gerade für die Mobilität der Zukunft notwendig sind. Die nachhaltige und energieeffiziente Fortbewegung ist ein Schwerpunktthema der TU Braunschweig. Daher ist das DLR ein ausgezeichneter Partner für uns.”

Diagnoseverfahren und Einsatz neuartiger Materialien

Neben den DLR-Standorten Oldenburg, Ulm, Stuttgart und Köln, die bereits seit vielen Jahren im Bereich der Batterieforschung arbeiten, entsteht im Rahmen der Absichtserklärung ein neuer Zweig am DLR-Standort Braunschweig, der die bisherigen Aktivitäten in idealer Weise ergänzt. Die Forschungsarbeiten in den Materialwissenschaften, der Modellierung von Zellen und neuen Batteriekonzepten führen zu neuen Schwerpunkten bei technischen Materialsyntheseverfahren und deren Skalierung. So wird eine Verbindung zur Battery Lab Factory mit einer prototypischen Produktion neuartiger Batterietypen und zur Pilotfertigung neuer Materialien geschaffen. Ein weiterer gemeinsamer Forschungsschwerpunkt in Braunschweig soll die Entwicklung, Simulation und Diagnose von Batterien unter Einsatz neuartiger Materialien und Zellaufbauten für den stationären und mobilen Einsatz einschließlich der Strukturintegration werden. 

DLR und TU BS unterzeichnen Absichtserklärung für die Zusammenarbeit im Bereich der Batterieforschung. (v.l.n.r.) Prof. Dr.-Ing. Ulrike Klewer, Institutsleiterin der TU Braunschweig, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, Präsidentin der TU Braunschweig, Prof. Dr. Karsten Lemmer, DLR-Vorstandsmitglied für Energie und Verkehr sowie Bernhard Milow, Programmdirektor Energie.


 

Erste A350-1000 an Qatar Airways ausgeliefert

Größter Airbus-Großraumjet in der Twin-Aisle-Kategorie

Toulouse, 20. Februar 2018: Airbus hat den ersten A350-1000-Großraumjet an den Erstkunden Qatar Airways im Rahmen eines Festaktes in Toulouse übergeben. Das Flugzeug ist das erste von insgesamt 37 A350-1000, die Qatar bei Airbus in Auftrag gegeben hat. Mit insgesamt 76 bestellten Flugzeugen ist Qatar Airways der weltweit größte Kunde der A350 XWB-Familie und zugleich der größte A350-1000-Kunde. Die A350-1000 fügt sich nahtlos in die wachsende Flotte von Qatar Airways ein, die derzeit 20 A350-900 umfasst. Beide Flugzeuge ergänzen sich hervorragend. Sie zeichnen sich durch hohe Kommunalität und Betriebseffizienz aus. Für das Wohlbefinden an Bord sorgen mehr Bewegungsfreiheit, eine optimierte Kabinendruckhöhe, mehr Frischluft, Regelung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit, integrierte Anschlüsse und In-Flight-Entertainment der neuesten Generation.

Die A350-1000 bietet entscheidende Vorteile bei der Treibstoff- und Kosteneffizienz. Hierzu Chris Cholerton, Rolls-Royce President – Civil Aerospace: “Mit dem Trent XWB-97 verfügt das neue Flugzeug über das leistungsstärkste Triebwerk, das je für ein Airbus-Flugzeug entwickelt wurde.“

Die A350-1000 ist der neueste und größte Airbus-Großraumjet in der Twin-Aisle-Kategorie. Der Rumpf der A350-1000 wurde gegenüber dem kleineren Schwestermodell A350-900 um sieben Meter gestreckt. So bietet die A350-1000 insgesamt 40 Prozent mehr Raum für hochwertige Kabinenprodukte. In der Konfiguration für Qatar Airways verfügt die A350-1000 über 44 zusätzliche Sitze. Mit einer Reichweite von 14.800 km/8.000 nm bei der Indienststellung ist sie ein echtes Langstreckenflugzeug.

Modernste Technologien senken die Betriebskosten im Vergleich zu früherem Fluggerät um 25 Prozent.

Die A350-1000 (vorne) fügt sich nahtlos in die wachsende Airbus-Flotte von Qatar Airways ein, die derzeit 20 A350-900 umfasst

Quelle: Airbus

UBA: Umweltwirtschaft bleibt wichtiger Wirtschaftsfaktor

Deutschland muss Planungssicherheit für Investoren schaffen

Dessau, 4. Dezember 29017: Umweltschutz ist nach wie vor ein wichtiger Wirtschaftsfaktor für Deutschland. Deutsche Umweltschutzgüter sind in allen Weltregionen und über alle Umweltschutzbereiche hinweg gefragt. Das zeigt ein aktueller Bericht des Umweltbundesamtes (UBA) zur Umweltwirtschaft 2015. Deutsche Unternehmen produzierten im Jahr 2015 Güter im Wert von über 83 Milliarden Euro, die für Umweltschutzzwecke eingesetzt werden können. Gleichzeitig steigt der internationale Wettbewerb. China konnte vor allem aufgrund der Produktion von Solaranlagen seinen Anteil am internationalen Handel mit potenziellen Umweltschutzgütern seit 2002 mehr als verdreifachen und ist nun Exportweltmeister. Deutschland liegt mit einem Welthandelsanteil von 13,5 Prozent an zweiter Stelle (China 16,2 Prozent). Maria Krautzberger, Präsidentin des UBA: „Der weltweite Markt für Umweltschutzgüter wächst stetig, seit einigen Jahren insbesondere in aufstrebenden Schwellenländern in Asien, Südamerika und aktuell auch Afrika. Deutschland muss aufpassen, seine derzeit gute Stellung hier nicht zu verlieren. Die Umweltpolitik ist gefordert und muss mit den notwendigen langfristigen Zielen und den richtigen ökonomischen Rahmenbedingungen Planungssicherheit für Investoren schaffen.“

Maria Krautzberger weiter: „Deutschland steht noch gut da, nicht zuletzt, weil die Unternehmen schon früh mit hohen umweltpolitischen Standards konfrontiert waren. Es besteht die Gefahr, dass wir diese gute Position verlieren, wenn wir nur noch die europäischen Mindeststandards umsetzen. Um Innovationen zu fördern, brauchen wir auch ein anspruchsvolles Umweltrecht. Hier müssen wir eine entsprechende Entwicklung in der EU und in Deutschland vorantreiben.“

Lag das Produktionsvolumen im Umweltschutz 2013 noch bei 81,6 Milliarden Euro, ist es 2015 auf über 83 Milliarden Euro leicht gewachsen. Es entspricht jetzt sechs Prozent der gesamten Industriegüterproduktion. Güter, die dem Klimaschutz dienen können, stellen mit 40 Prozent des Produktionsvolumens erneut den mit Abstand größten Umweltbereich. Hierzu gehören beispielsweise Windenergie- und Solaranlagen. Maria Krautzberger: „Die Weltklimakonferenz (COP23) in Bonn hat noch einmal ganz deutlich gemacht, dass wir den Klimawandel konsequent bekämpfen müssen. Die weltweiten Anstrengungen hierzu werden auch dazu führen, dass der Weltmarkt für Klimaschutzgüter und Klimaschutztechnologien wächst. Hieraus ergeben sich wirtschaftliche Chancen, die wir nutzen sollten.“

Für die Beurteilung der internationalen Wettbewerbsposition sind nicht nur die Exporte, sondern auch die Importe von Bedeutung. Denn deutsche Unternehmen konkurrieren mit ihren Produkten auch im eigenen Land mit ausländischen Anbietern. Die Entwicklung der letzten Jahre bei Solarzellen hat dies ganz klar verdeutlicht. Bei Windkraftgütern konnten deutsche Unternehmen hingegen in den letzten Jahren Anteilsgewinne auf Auslandsmärkten verzeichnen. Besonders wettbewerbsstark ist die deutsche Industrie traditionell in den Bereichen Mess-, Steuer- und Regeltechnik für den Umweltschutz sowie Abfall- und Abwassertechnologien.

Die Informationen zur Entwicklung und Wettbewerbsfähigkeit der Umweltwirtschaft werden alle zwei Jahre vom Umweltbundesamt aktualisiert und veröffentlicht.

UBA-Präsidentin Maria Krautzberger fordert, mit langfristigen Zielen und den richtigen ökonomischen Rahmenbedingungen mehr Planungssicherheit für Investoren im Umweltbereich zu schaffen

Quelle: UBA

ADV

ADV: Flughäfen sind Wirtschaftsmotor


Verlässliche Rahmenbedingungen angemahnt, um international wettbewerbsfähig zu bleiben

Berlin, 21. September 2017:  Kurz vor der Bundestagswahl 2017 hat der Hauptgeschäftsführer des deutschen Flughafenverbandes ADV, Ralph Beisel, eindringlich an die deutsche Politik appelliert, sich in der 19. Wahlperiode des Deutschen Bundestages der Verbesserung der Rahmenbedingungen der deutschen Flughäfen anzunehmen. Ihre aktuellen Handlungsempfehlungen hat die ADV in einer Broschüre zusammengefasst und detailliert begründet.

Beisel: “Die Flughäfen sind ein stabiler und unverzichtbarer Wachstumsgeber und Wirtschaftsmotor für Regionen und die deutsche Volkswirtschaft. 2016 arbeiteten 180.000 Menschen an den 22 internationalen ADV-Flughafenstandorten in Deutschland. Die deutschen ADV-Flughäfen haben in den letzten 20 Jahren die Anzahl der sozialversicherungspflichtigen Beschäftigung mehr als verdoppelt.”

Die jährliche Wertschöpfung, so Beisel, liege bei 5,7 Mrd. Euro. Allein 1 bis 2 Mrd. Euro investierten die ADV-Flughäfen jährlich in den Ausbau ihrer Infrastruktur. Von den deutschen Flughäfen ließen sich mehr als 600 Flugziele durch Direktflüge erreichen. 2016 begrüßten die 22 internationalen ADV-Verkehrsflughäfen in Deutschland rund 223 Mio. Passagiere.

Beisel weiter:  “Die Flughäfen werden auch in Zukunft einen wichtigen Beitrag für den Wirtschaftsstandort Deutschland, die Regionen und ihre Bewohner leisten. Die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland weiter zu stärken und zukunftssichere Arbeitsplätze bereitzustellen, ist unser Ziel.

Daher sind die deutschen Flughäfen mehr denn je auf verlässliche Rahmenbedingungen angewiesen. Nur durch gemeinsame Anstrengungen der Branche und der Politik kann verhindert werden, dass die deutschen Flughäfen international den Anschluss verlieren.”

Vor diesem Hintergrund erhebt der Flughafenverband ADV nachstehende Forderungen (hier in Kurzform zusammengefasst):

 

  1. Reduzierung der steuerlichen Belastung des Luftverkehrs zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit – Abschaffung der Luftverkehrsteuer
  2. Senkung der Luftsicherheitskosten für Unternehmen und Verbraucher – mehr Verantwortung des Staates
  3. Verantwortlichkeiten bei den Luftsicherheitskontrollen neu regeln – Flughafenstandorte zukunftssicher machen
  4. Bereits hohe Investitionen zum Schutz vor Fluglärm anerkennen – bestehendes Fluglärmschutzgesetz ist ausreichend
  5. Dauerhaft wettbewerbsfähige Betriebszeiten der Flughäfen – mehr Rechts- und Planungssicherheit
  6. Bedarfsgerechter Ausbau der Flughafeninfrastruktur – klares Bekenntnis der Bundesregierung
  7. Bürokratieabbau und Bürgerbeteiligung – Planungs- und Genehmigungsverfahren beschleunigen
  8. Verbesserung der Anbindung an internationale Märkte – Verkehrsrechteverhandlungen mit dem Ziel der weiteren Marktöffnung
  9. Nutzerfinanzierung der Luftverkehrsinfrastruktur erhalten – bewährtes und individuelles System beibehalten
  10. Standort attraktiver machen – Änderung des Systems und Prozesses zur Erhebung der Einfuhrumsatzsteuer
  11. Mehr erreichen für Deutschland – Industriepolitische Zusammenarbeit von Bund, Ländern, Luftfahrt und Gewerkschaften stärken

 

ADV

Ralph Beisel, Hauptgeschäftsführer der ADV

Quelle: ADV

Brüssel: Grünes Licht für Ausbau des Flughafens Memmingen

nachhaltige Luftfahrt

EU-Wettbewerbskommission genehmigt die Förderung des Projekts durch den Freistaat Bayern

Memmingen, 7. September 2017: Der Ausbau des Flughafens in Memmingen hat seine letzte große Hürde genommen. Die Wettbewerbskommission der EU sagte nun ‘Ja’ zu der Absicht des Freistaats Bayern, das Bauvorhaben zu fördern. Somit kann im nächsten Jahr als erste Maßnahme die Start- und Landebahn von bisher 30 auf 45 Meter verbreitert werden.

Das lange Warten hat ein Ende. „Nun können wir endlich loslegen und die längst fälligen Baumaßnahmen angehen“, erklärt Flughafen Geschäftsführer Ralf Schmid in einer ersten Stellungnahme zum positiven Bescheid aus Brüssel. Der sieht vor, dass der Freistaat Bayern, wie geplant, zu der insgesamt 17 Millionen Euro teuren Investition 12,2 Millionen Euro beisteuern darf.

Begleitet und unterstützt wurde der Flughafen durch eine Vielzahl an Landes- und Kommunalpolitikern, allen voran von Herrn Ministerpräsident Horst Seehofer, den beiden Staatsministern Dr. Markus Söder sowie Herrn Joachim Herrmann und ihren zuständigen Mitarbeitern. Aber auch CSU Fraktionsvorsitzender Thomas Kreuzer, Staatssekretär Franz Josef Pschierer,   Wahlkreisabgeordneter Klaus Holetscheck sowie Markus Ferber, Mitglied des Europäischen Parlaments, haben sich für den Airport und die geplante Förderung stark gemacht. „Unser Dank gilt allen Politikern und Befürwortern für die tatkräftige Unterstützung in den vergangenen Monaten“, betont Ralf Schmid.

Erste Priorität bei den Baumaßnahmen hat nun die Verbreiterung der Landebahn um 15 auf 45 Meter. „Wir beginnen jetzt sofort mit allen Vorarbeiten und Ausschreibungen“, erläutert Ralf Schmid. „Vorher waren uns leider die Hände gebunden.“ Es müssen zahlreiche Auflagen beachtet und die Naturschutz-Behörden eingebunden werden. Gebaut werden soll im kommenden Sommer zumeist nachts ohne den laufenden Flugbetrieb zu behindern, mit einer Fertigstellung wird im Herbst gerechnet. „Das ist ein sportliches Timing“, so der Geschäftsführer, „aber wir werden den Zeitplan einhalten.“ Ebenfalls ausgebaut werden sollen das Instrumentenlandesystem ILS 06, die Befeuerung und die Gepäckhalle.

Mit dem positiven Votum aus Brüssel und der Zurückweisung der Beschwerde gegen die Nichtzulassung der Revision gegen das Urteil des Bayerischen Verwaltungsgerichtshofs (VGH) durch das Bundesverwaltungsgericht in Leipzig im April dieses Jahres, herrsche nun Planungssicherheit. „Jetzt stehen wirklich alle Zeichen auf Wachstum“, erklärt Schmid die positive Stimmung am Flughafen. Dazu habe nicht zuletzt die Stationierung einer Ryanair-Maschine in Memmingen beigetragen, der, so hoffen die Verantwortlichen, nach dem erfolgten Ausbau weitere folgen könnten.

nachhaltige Luftfahrt

Wird von 30m auf 45m verbreitert: Die Runway des Flughafens Memmingen wird den Anforderungen des zivilen Luftverkehrs angepasst

Die offizielle Presseerklärung der Europäischen Kommission können Sie unter folgendem Link einsehen:
http://europa.eu/rapid/midday-express-07-09-2017.htm

Quelle: Flughafen Memmingen


 

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