Flugverkehr lässt sich nur schwer elektrifizieren. Deshalb wächst der Druck, nachhaltigen Flugkraftstoff zu entwickeln, der in heutigen Turbinen nutzbar bleibt. International ist oft von Sustainable Aviation Fuel oder kurz SAF die Rede. Ein Team der University of Sheffield, der University of Manchester und der East China University of Science and Technology hat nun berechnet, wie sich Flugkraftstoff aus direkt aus der Luft gewonnenem CO₂ und Wasserstoff mit konzentrierter Solarwärme herstellen ließe. Die Studie erschien in Nature Communications.

Sonnenwärme statt Erdgas

Im Zentrum steht eine Variante der direkten CO₂-Abscheidung aus der Luft mit anschließender Kraftstoffsynthese. Bisherige Konzepte benötigen für einen besonders energieintensiven Hochtemperaturschritt meist Erdgas. Das neue Modell ersetzt diese fossile Wärmequelle durch ein Feld aus Spiegeln, das Sonnenlicht bündelt und die nötige Prozesswärme liefert. In dem vorgeschlagenen Reaktor hält Wasserstoff die Partikel in Bewegung und dient zugleich als Ausgangsstoff für die spätere Synthese. Nach Berechnungen des Teams sinken dadurch der Strombedarf um 63 Prozent und die direkten CO₂-Emissionen der Anlage um 59 Prozent. Auch bei den Produktionskosten schneidet der Ansatz besser ab. 

Entlastung für knappe Rohstoffe

Ein wichtiger Hintergrund ist die knappe Rohstoffbasis vieler heutiger SAF-Wege. Nach Angaben der Forschenden wird der Markt in Großbritannien bislang vor allem über Altspeiseöle versorgt. Diese Reststoffquelle ist begrenzt und lässt sich nicht beliebig ausweiten. Ein solargetriebener Weg auf Basis von Luft-CO₂ könnte das Angebot daher ergänzen und den Druck auf biogene Rohstoffe mindern. Das Team nennt die USA, Chile, Spanien, Südafrika und China als besonders günstige Standorte, weil dort hohe Sonneneinstrahlung und vergleichsweise niedrige Kosten für Wasserstoff oder Flächen zusammenkommen. Noch ist das allerdings keine Demonstrationsanlage, sondern eine technoökonomische Modellstudie. Ob daraus ein industrieller Prozess wird, hängt vor allem von günstigem grünem Wasserstoff, großen Solarfeldern und einer robusten Prozessführung im Dauerbetrieb ab. Gefördert wurde die Arbeit unter anderem durch das EU-RISE-Projekt OPTIMAL.

ag