Strombasierte Kraftstoffe: die Energie mit Zukunft

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) errichtet am Chemiestandort Leuna die deutschlandweit größte Forschungsanlage für die industrielle Produktion von Power-to-Liquid-Kraftstoffen.

Im kommenden Jahr soll er starten – der Bau der Technologieplattform Power-to-Liquid-Kraftstoffe, kurz TPP, des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Im Mittelpunkt der in Form und Größe einzigartigen Forschungs- und Demonstrationsanlage werden Technologien und großtechnische Verfahren stehen, um strombasierte Kraftstoffe, zeitnah in industriellem Maßstab herzustellen. Für die Planungsphase hat das Bundesverkehrsministerium bis zu 12,7 Millionen Euro zur Verfügung gestellt.

Die Bewilligung der Umsetzungsphase in Höhe eines mittleren dreistelligen Millionenbetrags soll Ende des Jahres erfolgen. Der Betrieb der Forschungsanlage ist zunächst bis 2035 geplant, ein Weiterbetrieb darüber hinaus ist angedacht. Wie das DLR informiert, werden circa 100 Arbeitsplätze in den Bereichen Bau, Anlagenbetrieb und Forschung entstehen.

Blick in die Zukunft

Am 16. Oktober 2023 hat das DLR vor Ort seine Planung für die neue Anlage vorgestellt und Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Medien ins cCe Kulturhaus Leuna eingeladen.

Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR, betonte in ihrer Ansprache, welch wichtiger Baustein strombasierte Kraftstoffe sind, um die Mobilität der Zukunft insbesondere auch im Luftverkehr klima- und umweltverträglicher zu machen. »Mit der TPP wird das DLR gemeinsam mit namhaften Industrieunternehmen sowie Forschungseinrichtungen die dafür notwendigen Technologien entwickeln und demonstrieren … So entsteht einmaliges Know-how mit dem wir den Technologie- und Wirtschaftsstandort Deutschland weiter stärken«, sagte sie anlässlich der Veranstaltung in Leuna.

Die Suche nach einem geeigneten Standort für den Aufbau der Technologieplattform erfolgte Deutschlandweit in einem intensiven Auswahlverfahren mit über 60 Standorten. Dass nun der Chemiestandort Leuna ausgewählt wurde, liegt an den idealen Voraussetzungen und Synergien, die der Stoffverbund und die ansässigen Unternehmen und Forschungseinrichtungen bieten. »Das industrielle Umfeld und die professionellen Infrastrukturen und Dienstleistungen am Chemiestandort Leuna werden dazu beitragen, den Weg erneuerbarer Kraftstoffe vom Technikum in die Praxis zu ebnen«, erläuterte Dr. Christof Günther, Geschäftsführer des Standortbetreibers InfraLeuna GmbH.

»Die Auswahl des Standortes Leuna motiviert uns für die weitere Transformation in Richtung Nachhaltigkeit und die aktive Verknüpfung von Forschung, Entwicklung und industrieller Praxis.« Auch Ministerpräsident Dr. Reiner Haseloff freut sich. »Sachsen-Anhalt ist der ideale Standort für die Technologieplattform zu strombasierten Kraftstoffen. Wir haben eine moderne und leistungsfähige Chemische Industrie mit über hundertjähriger Erfahrung. Wir sind führend bei der Nutzung regenerativer Energien und hier sind hervorragende Forschungseinrichtungen zu Hause.

Die Technologieplattform ist ein wichtiger Baustein für den erfolgreichen Strukturwandel in der Region. Von Sachsen-Anhalt aus werden in den kommenden Jahren wesentliche Grundlagen für die Gestaltung der Energiewende in Deutschland geschaffen. Darauf können wir stolz sein.«

Besichtigung des Baufelds

Doch wo genau wird die Technologieplattform entstehen? Wie soll sie aussehen? Diese und weitere Fragen wurden bei der Besichtigung des Baufelds am Chemiestandort beantwortet. Noch ist nicht viel zu sehen. Nur ein paar rot-weiße Absperrbänder lassen erahnen, wo die TPP im Westen des Chemiestandortes Leuna auf einem knapp fünf Hektar großen Gelände entstehen wird. Umso anschaulicher wird es im eigens für die Veranstaltung errichteten Zelt. Auf einem großen Schaubild ist die komplette Anlage zu sehen, an dem Prof. Dr. Martin Kaltschmitt, Experte für erneuerbare Energien, den modularen Aufbau und die Funktionsweise erläutert. Gemeinsam mit Prof. Dr. Manfred Aigner vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik und Projektleiter der TPP sowie weiteren Experten beantwortet er die Fragen der neugierigen Gäste.

Demonstrations- und Forschungsstrang

Die Technologieplattform besteht aus zwei aufeinander aufbauenden Anlagensträngen – einem Demonstrationsstrang und einem Forschungsstrang. Der Schwerpunkt der Demonstration liegt auf dem Betrieb einer semi-industriellen Anlage zur Produktion strombasierter Kraftstoffe. Die Kapazität beträgt bis zu 10.000 Tonnen pro Jahr.

Mit dem Demonstrationsstrang gehen die Forschenden Fragen nach, wie Herstellungsprozesse möglichst effizient skaliert und Betriebsparameter optimiert werden können. Aus Wasser und Strom aus erneuerbaren Quellen soll hier mittels Elektrolyse zunächst Wasserstoff produziert werden. Der Wasserstoff wird in großen Speichern mit einer Kapazität von 24 Stunden Volllast-Betrieb zwischengelagert. Dann wird er mit CO2 aus der Luft und aus biogenen Quellen – zum Beispiel Biogas-Anlagen – in ein Synthesegas umgewandelt. Anschließend folgt die sogenannte Fischer-Tropsch-Synthese. In diesem bereits industriell ausgereiften Prozess wird aus dem Synthesegas ein synthetisches Rohöl gewonnen, das anschließend zu normgerechten Kraftstoffen weiterverarbeitet wird. Die gewonnenen Kraftstoffe taugen sowohl für die klimaverträgliche Luft- und Schifffahrt und den bodengebundenen Verkehr.

Im Forschungsstrang – mit einer Kapazität von 100 Tonnen pro Jahr – will das DLR mit Wissenschaft und Industrie bestehende Technologien weiterentwickeln und neue Ansätze erproben, um Produktionsprozesse und Kraftstoffeigenschaften zu verbessern. Die chemische Zusammensetzung dieser Kraftstoffe lässt sich so optimieren, dass z. B. beim Verbrennungsprozess kein Ruß oder Feinstaub mehr entsteht. Das würde insbesondere die Luftfahrt durch die Senkung sogenannter Nicht-CO2-Effekte umweltfreundlicher machen. Das DLR will in der Anlage aber auch untersuchen, wie sich strombasierte Kraftstoffe auf Basis von »grünem « Methanol herstellen lassen.