Deutschland produziert jetzt »Sonnen-Treibstoff« dank 1.500 Grad Celsius gebündelten Lichts

Nachhaltiges Flugzeugbenzin ist das Kernprodukt dieser Anlage für »Sonnen-Treibstoff«. Bildquelle: Synhelion und Unsplash

E-Fuels, vermeintlicher Hoffnungsträger für die Mobilität, potenzieller Lebenserhalter von Verbrennungsmotoren. Es gibt sie in vielerlei Form. Ein Hersteller setzt bei ihrer Herstellung buchstäblich auf die sengend heiße Sonne. Die Schweizer Firma Synhelion fängt ihre Strahlen ein und nutzt sie bis weit nach ihrem Untergang.

Seit Spätsommer 2024 läuft die DAWN genannte Sonnen-Raffinerie nahe der deutschen Kleinstadt Jülich in Nordrhein-Westfalen.

Das Projekt kombiniert bewährte Technik mit neuen Ideen, um hochgesteckte Ziele zu erreichen. Der Fokus liegt dabei nicht auf Autos oder Lkws. Ihr Sonnen-Treibstoff ist für andere Empfänger bestimmt.

Wir berichteten euch auch bereits eingehend über den neuen Hoffnungstreibstoff der Schifffahrt: grünes Methanol.

0:23 Wolkenkratzer als 1.000 Meter hoher Energiespeicher

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So funktioniert die DAWN-Anlage

Das Sonnenlicht wird von beweglichen Spiegeln (Heliostats genannt) auf einen zentralen Punkt an einem Turm am Kopfende der Anlage fokussiert.
Der Empfänger hier wandelt das Licht in Prozesswärme um, 1.000 bis 1.500 Grad Celsius
Größtenteils fließt es direkt einem thermochemischen Kocher zu. Er stellt aus Kohlendioxid, Wasser und Methan (aus Landwirtschaftsabfällen gewonnen) Synthesegas (Wasser und Kohlenstoff) her.
Ein kleiner Teil der Hitze vom Empfänger in der Turmspitze wird aber einem speziellen, nicht näher spezifizierten Wärmespeicher zugeführt. Er sei etwa zehnmal günstiger als eine ähnliche Lösung mit Lithium-Ionen-Batterien.
Durch den Wärmespeicher kann auch nachts produziert werden. Synhelion strebt nach eigener Aussage einen Betrieb über rund 16 Stunden pro Tag an.
Das Synthesegas wird verflüssigt, zu sogenanntem Syncrude.
In einer End-Raffinerie abseits der Solaranlage wird gesondert daraus Kerosin, Diesel oder Benzin.

DAWN hat zudem einen Trumpf in der Hinterhand. Nahe der Heliostat-Spiegel erstreckt sich ein Feld gewöhnlicher Solarmodule. Sie können Strom für einen Ersatzweg bereitstellen – einen elektrischen Gasheizer. Er kann ebenfalls die nötige Wärme liefern, die der Prozess zur Herstellung des grünen Treibstoffes erfordert. Hier könnten auch herkömmliche Batterien stehen, um tagsüber oder für Tage mit starker Bewölkung Elektrizität zwischenzuspeichern. Derzeit wird der Strom aber größtenteils ins Netz gespeist – abzüglich dessen, was die Anlage braucht.

Die Idee eines solchen Feldes aus Spiegeln ist nicht neu – nur die Verwendung des Lichts. Denn es gibt schon länger Solarkraftwerke, die ebenfalls mittels Spiegeln Licht auf einen zentralen Punkt fokussieren, um dort ein Salz zu erhitzen. Dieses bringt dann im nächsten Schritt Wasser zum Kochen und erzeugt so Dampf, welcher wiederum Turbinen antreibt, die elektrischen Strom produzieren. Auch hier profitieren die Betreiber von der lange nach Sonnenuntergang verbliebenen Hitze – kurzum: Energieertrag durch Sonnenlicht bei Dunkelheit.

Heliostats Empfänger

Die Heliostats von DAWN fokussieren das Sonnenlicht gebündelt zum Empfänger. Bildquelle: Synhelion

Wenn es um Energiespeicherung geht, könnten Wasser und Luft vielleicht in Zukunft herkömmlichen Batterien generell den Rang ablaufen:

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Druckluftspeicher profitieren von neuer Technik. China hat eine neuartige Anlage in Betrieb genommen, die alte in allen Belangen übertrifft.

Klarer Fokus: Luft- und Schifffahrt

Synthetische Kraftstoffe werden niemals den gesamten heutigen Bedarf für fossiles Benzin, Diesel oder den Treibstoff für die Luft- sowie Schifffahrt decken können. Lösungen wie die von Synhelion sind vorbildlich – wir brauchen solche Konzepte dringend, um alsbald Luft- und Schifffahrt auf flüssige grüne Energieträger umzustellen.

Batterien haben sich bisher stets als zu schwer erwiesen als, dass sie praktikabel sein könnten. Hier soll deshalb auch der Fokus liegen, wie Synhelion bereits durch Partnerprojekte in beiden Branchen zeigt.

Beim Straßenverkehr sieht die Lage anders aus: Er wird elektrisch, gespeist aus Batterien, stattfinden müssen. Da sind alle Hochrechnungen eindeutig, wie zum Beispiel diese Studie des Fraunhofer-Instituts exemplarisch zeigt. Und wer es lustig, aber mit mahnender Botschaft mag, dem sei dieser Ausschnitt aus einer Folge von Die Anstalt ans Herz gelegt.

Die Luftfahrt setzt auch deshalb auf allgemeine Reduktion des Verbrauchs und Wasserstoff, wie zum Beispiel beim nächsten Flieger von Airbus.

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Laut Synhelion übertreffe DAWN alle Erwartungen und arbeite nahe am errechneten Optimum. 2027 will das Unternehmen die nächstgrößere Anlage in Betrieb nehmen, RISE. Sie soll in Spanien entstehen und die erste Sonnen-Raffinerie sein, die einen kommerziell verwertbaren Ertrag liefern kann. DAWNs Mengen sind für einen wirtschaftlich lohnenden Absatz zu gering.

In den 2030ern strebt Synhelion an, eine Million Tonnen ihres Sonnen-Triebstoffes pro Jahr zu synthetisieren. 2040 möchten die Schweizer 40 Prozent des dann bestehenden Bedarfs der europäischen Luftfahrt an nachhaltigem Kerosin (SAF) erfüllen.