Jahrbuch Bauhaus Luftfahrt 2016

42 alternative fuels
Potenziale von
Power-to-Liquid-
Kraftstoffen in der
Luftfahrt
Potentials of
Power-to-Liquid
fuels in aviation
Der Einsatz von Power-to-Liquid-Kraftstoffen (PtL)
könnte eine substanzielle Reduktion der Treibhausgasemissionen
im Luftfahrtsektor ermöglichen,
sofern im PtL-Prozess Strom und CO 2 aus erneuerbaren
Quellen eingesetzt werden. Das ist die Kernbotschaft
einer Hintergrundstudie, die das Bauhaus
Luftfahrt in Zusammenarbeit mit der Ludwig-Bölkow-
Systemtechnik GmbH im Auftrag des Umweltbundesamts
durchgeführt hat. Die PtL-basierte Kraftstoffproduktion
umfasst drei wesentliche Schritte:
1) Wasserstoffproduktion aus erneuerbarem Strom
über Elektrolyse von Wasser; 2) Konversion von CO 2
mittels des erzeugten Wasserstoffs; 3) Synthese
flüssiger Kohlenwasserstoffe und anschließende
Raffination. PtL basiert auf industriell etablierten
Prozessen, die Integration der individuellen Prozessschritte
ist jedoch noch Gegenstand aktueller Projekte
und erfordert weitere Forschungsarbeit.
PtL-Kraftstoffe sind drop-in-fähig. Die größte
Herausforderung ihrer Nutzung in naher Zukunft
besteht in den vergleichsweise hohen Produktionskosten.
Positiv wirken sich dagegen vor allem die
hohen Potenziale von Wind- und Sonnenenergie
aus, die den gegenwärtigen und zukünftigen Bedarf
bei Weitem übertreffen. Die vorteilhafte Ökobilanz
von PtL-Kraftstoffen aus erneuerbaren Rohstoffen
(Wasser, CO 2 , elektrischer Energie) ist evident,
insbesondere im Hinblick auf Treibhausgasbilanz,
Wasserbedarf und Landverbrauch und im Vergleich
mit Biokraftstoffen.
Die Hintergrundstudie ist über die Webseite
des Umweltbundesamts frei verfügbar: http://bit.ly/
2cowOyf
Sonnen- und Windstrom
kann durch PtL
in chemische Energie
in Form von flüssigen
Kraftstoffen konvertiert
werden.
Solar and wind energy
can be converted via
PtL into chemical
energy in the form of
liquid fuels.
If produced from renewable electricity and
abundant CO 2 captured from air, Power-to-Liquid
(PtL) fuels could enable the aviation sector to
substantially reduce its environmental footprint.
This is a key message of a background study
recently conducted by Bauhaus Luftfahrt in collaboration
with Ludwig-Bölkow-Systemtechnik
GmbH and on behalf of the German Environment
Agency. PtL-based fuel production comprises
three main steps: 1) Hydrogen generation from
renewable electricity through electrolysis of
water; 2) Provision of renewable CO 2 and its conversion
along with the produced hydrogen; 3)
Synthesis of liquid hydrocarbons with subsequent
upgrading and refining. PtL fuels can be produced
using established industrial-scale processes.
However, full system integration of the individual
process steps is subject to ongoing work and still
requires further R&D efforts.
PtL-derived jet fuel is drop-in capable. The
key challenge for short-term deployment is disadvantageously
high cost of production. The main
advantage of PtL fuels, however, is the huge
potential of wind and solar power exceeding the
total global energy demand of today and the
future. The environmental benefits of PtL fuels
produced from renewable feedstock (electricity,
CO 2 , and water) are evident, with a low carbon
footprint, negligible water demand, and much
lower land requirements compared to biofuels.
The background study on PtL fuels can be
downloaded from the German Environment
Agency website: http://bit.ly/2cowOyf