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Verbrenner ja – aber CO2-neutral

ILMAC Kurzbericht Nr. 5: Verbrenner ja – aber CO2-neutral. Synthetische Flüssigkraftstoffe mit vorteilhaftem CO2-Fussabdruck könnten Elektro- und Wasserstoffautos den Rang ablaufen.

› Entscheidend ist, was in den Tank kommt

Verbrenner ja – aber CO2-neutral

Synthetische Flüssigkraftstoffe mit vorteilhaftem CO2-Fussabdruck könnten Elektro- und Wasserstoffautos den Rang ablaufen.

Der Verbrennungsmotor weist viele Pluspunkte auf: Er bewährt sich seit Jahrzehnten und ist immer besser geworden. Er kommt mit unterschiedlichen Treibstoffen klar, wie etwa das tankstellenübliche E10 mit Bio-Ethanol-Beimischung und das Bio-Diesel für Traktoren und Talsperren-Servicefahrzeuge zeigen. Die Infrastruktur steht auch seit Jahrzehnten bereit, und warum sollten nicht statt konventionellem Benzin, Diesel und Kerosin genauso gut ihre Bio-Pendants in den Tank kommen?

Eine Reihe von Innovationen macht synthetische Flüssigkraftstoffe attraktiv: Zum Beispiel lässt sich CO2 in einem vierstufigen Prozess zu Benzin, Diesel oder Kerosin umsetzen («Power-to-X»). Dazu benötigt man fast nur Wasser und Ökostrom aus Wind und Sonne. Für das «Einfangen» des Kohlendioxids aus der Luft sorgt moderne Technologie der ETH Zürich.

Bio-Methanol und Bio-Ethanol könnten sich in Zukunft aus Hüttengasen herstellen lassen. Mal helfen dabei optimierte Katalysatoren, mal spezielle Bakterien.

Durch Fermentation gewonnenes Bio-Butanol lässt sich jetzt besser aus der Reaktionsbrühe herausholen. Entscheidend hierfür sind neuartige MOFs (metal-organic framework), die durch Wissenschaftler aus der Schweiz mitentwickelt wurden (EPFL, Lausanne).

Über diese drei Alkohole hinaus könnte 2,5-Dimethylfuran (DMF) einen zukunftsträchtigen synthetischen Flüssigkraftstoff darstellen. Denn mit einer verbesserten Reaktionsführung unter Verwendung eines Pd-Nanopartikel-Katalysators lässt es sich nun mit guter Ausbeute aus Biomasse herstellen. In seiner Energiedichte liegt DMF sogar auf dem Niveau von erdölbasiertem Benzin.

Wie die Infrastruktur zur Verteilung ist auch das prozesstechnische Know-how schon da. Denn bei der modernen Bio-Kraftstoff-Herstellung kommen unter anderem so bekannte Verfahren wie die Fischer-Tropsch-Synthese oder das Hydrocracking zum Einsatz.

Darüber hinaus steht für synthetische Flüssigkraftstoffe eine etablierte Laboranalytik zur Verfügung. Als hilfreich erweist sich zum Beispiel die in der jüngsten Zeit optimierte Flammensensortechnologie in der Elementaranalytik (Bestimmung von Stickstoff, Schwefel und dem Katalysatorgift Chlor). Dieses analytische Verfahren sorgt für eine vollständige Verbrennung der Probe ohne Russbildung und damit für genaue Messergebnisse auch bei extremen und naturstofftypisch variablen Matrizes.

Alles über die Chancen synthetischer flüssiger Bio-Kraftstoffe und über die Voraussetzungen für ihren Erfolg erfährt der Besucher der diesjährigen Ilmac in Basel bei einem gezielten Rundgang über diese wichtige Branchenmesse.

 

Anmerkung zu den Bildern:

Bilder 1 und 2: Grün und nachhaltig und wahrscheinlich weniger ölbasiert: So werden Treibstoffe der Zukunft aussehen. 

Bilder 3 und 4: Voraussetzung für den Erfolg: Prozess-Know-how und massgeschneiderte Bio-Kraftstoff-Analytik. 

Bilder 5: Es gibt immer eine Alternative: Luftschiff oder Flugzeug, Benzin oder Kerosin, erdölbasierter oder synthetischer Bio-Kraftstoff.

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