sunfire Power-to-Liquids

Das junge Dresdner Unternehmen sunfire arbeitet seit 2011 an innovativen Energielösungen. Eine davon ist Power-to-Liquids: die Herstellung von Kerosin, Benzin und Diesel durch Elektrolyse mithilfe von Ökostrom.

Gerade im Luftfahrtsektor fehlt es bislang an klima- und ressourcenschonenden Antrieben. Biokraftstoffe für Flugzeuge sind noch nicht ausgereift und bräuchten gewaltige Plantagen für Palm- oder Jatrophaöl. Elektrobatterien, genau wie Brennstoffzellen mit Wasserstofftank, sind schlicht zu schwer, um sie wirtschaftlich für den Luftverkehr nutzen zu können. Bei Flüssigkraftstoffen hingegen stimmt der Energiegehalt pro Gewicht und Volumen.

Für das synthetische Kerosin braucht sunfire Sonnenenergie, CO2 und Wasser. Das Unternehmen entwickelt dabei die Elektrolyse weiter und setzt dazu auf die SOEC-Technologie (Solid Oxide Electrolysis Cell). Wasserdampf wird mittels Ökostrom in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Der Wasserstoff reagiert anschließend mit CO2 zu einem Synthesegas, das in Kohlenwasserstoffe, das „BlueCrude“, gewandelt wird. Aus diesem Rohprodukt werden per Standard-Raffination Kerosin, Diesel, Benzin und andere petrochemische Produkte gewonnen. Der so beispielsweise erzeugte Kraftstoff kommt ohne den umstrittenen Einsatz von Raps oder anderen Energiepflanzen aus und ist so motorverträglich, dass er eins zu eins getankt werden kann.

Der Vorteil des sunfire-Verfahrens: Weil zur Dampferzeugung Abwärme aus dem Prozess genutzt wird, sind etwa 16 Prozent weniger Strom nötig als bei herkömmlicher Elektrolyse (SOEC vs. PEM, Alkali). Die SOEC ist auch für Power-to-Gas einsetzbar. Bei Power-to-Liquids finden sich ca. 70 Prozent der eingesetzten Energie im „BlueCrude“ wieder.

Herzstück der SOEC ist ein Festoxidzellen (SOC) –Stack. Er arbeitet bei einer Betriebstemperatur von über 800 °C um Wasserstoff zu erzeugen. Das Unternehmen entwickelt das Aggregat selbst und verkauft es in anderer Form bereits als Brennstoffzelle (SOFC, Solid Oxide Fuel Cell) an Unternehmen der Gasindustrie und Heizungstechnik.

Der SOC-Stack funktioniert in beide Richtungen: Er kann mithilfe von Strom und Wärme Wasserstoff erzeugen. Genauso gut kann er umgekehrt aber auch Strom und Wärme produzieren. Beide Modi können mit geringen Anpassungen zudem in einem einzigen Gerät flexibel genutzt werden. Es wird dann als rSOC (reversible Solid Oxide Cell) bezeichnet.

Wann die Power-to-Liquids-Technologie mit SOEC oder rSOC marktreif ist, hängt auch von möglichen Industriepartnern und Kapitalgebern ab. Kunststoffe und Kosmetika aus Sonne, Luft und Wasser könnten 2020 in größerem Stil produziert werden. Erste Tankladungen für Fahr- und Flugzeuge werden die Pioniere 2015 liefern.

In der folgenden Tabelle sind die wesentlichen Daten zum Projekt zusammengestellt.

Projektnamesunfire Power-to-Liquids
KategoriePraxisprojekt
Betriebszustandim Bau
Einweihung14.11.2014
Eingangsleistung Strom150 kW_el
H2-Produktionk. A.
Produktionca.1 Fass Rohölsubstitut pro Tag (~ 159 l Fischer-Tropsch-Produkt
CO2-Quelleverschiedene
Abwärmenutzungprozessinterne Rekuperation zur Wirkungsgradsteigerung
StandortDresden