Synthetisches Kerosin – Verbrennung deutlich sauberer als bei konventionellen Kraftstoffen

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

P2X – Synthetisches Kerosin

Synthetisches Kerosin, hergestellt im Power-to-X-Verfahren aus Luft und Strom, setzt bei der Verbrennung 30- bis 100-mal weniger Schadstoffe frei als herkömmliches Kerosin. Das ist das Ergebnis einer Analyse des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt im Kopernikus-Projekt P2X, das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert und unter anderem vom DECHEMA e.V. koordiniert wird. IASA e.V. ist seit 2019 Partner im P2X Projekt, zuständig für die Evaluierung von PtL-Praxis-Projekten an Flughäfen.

Das Institut für Verbrennungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat erstmals synthetisches Kerosin aus der Power-to-X-Versuchsanlage des Kopernikus-Projekts P2X im Hinblick auf seine Zusammensetzung und Verbrennungseigenschaften untersucht.

Das Ergebnis: Der synthetische Kraftstoff ist nicht nur klimafreundlich und erfüllt die gesetzlich vorgeschriebenen Verbrennungseigenschaften, sondern setzt zudem noch 30- bis 100-mal weniger Rußvorläufer frei als herkömmliches Kerosin. Diese Schadstoffe entstehen als Zwischenprodukte in der Verbrennung. So enthält das synthetische Kerosin keine nennenswerten Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen, die bei herkömmlichem Kerosin einen Großteil der Rußbildung verursachen.

Damit können synthetische Kraftstoffe nicht nur erheblich zur CO2-, sondern auch zur Schadstoff-Minimierung im Luftverkehr beitragen. Möglich sind diese guten Ergebnisse durch das besondere Verfahren der Kerosin-Produktion in der Power-to-X-Versuchsanlage, die Partner im Kopernikus-Projekt P2X im August 2019 als weltweit erste containerbasierte integrierte Anlage in Betrieb genommen haben. In vier Schritten stellt sie synthetischen Kraftstoff allein aus Luft und Strom her. Zukünftig könnten Anlagen wie diese z.B. in wind- und sonnenreichen Gegenden aus grünem Strom flexibel erneuerbare Kraftstoffe produzieren, die konventionelles Kerosin, Diesel oder Benzin ersetzen können.

Die P2X-Versuchsanlage vereint vier innovative Technologien von Partnern aus Forschung und Industrie in einer Prozesskette:

1. Zunächst filtert die Anlage klimaschädliches Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Umgebungsluft, um es anschließend für die Herstellung von Kraftstoff zu nutzen. Die Technik dafür entwickelte Climeworks, ein Spin-off der ETH Zürich.

2. Den Hochtemperatur-Co-Elektrolyseur für den nächsten Schritt entwickelte das Technologieunternehmen Sunfire. Er spaltet das CO2 der Luft zusammen mit Wasserdampf in Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das sogenannte Synthesegas.

3. Aus dem Synthesegas werden im dritten Prozessschritt Kohlenwasserstoff-Ketten gebildet (Fischer-Tropsch-Synthese). In den von INERATEC entwickelten mikrostrukturierten Reaktoren kann dies sehr effizient durchgeführt werden, da die Oberfläche für die Reaktion deutlich vergrößert ist. Während der Reaktion entsteht Dampf, der an anderen Stellen in der Prozesskette genutzt werden kann.

4. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) integrierte das Modul für den vierten und letzten Schritt in die Prozesskette. Beim sogenannten Hydrocracken werden die zu langen Kohlenwasserstoffketten gespalten und so die Qualität und die Ausbeute an dem gewünschten Produkt erhöht.

Weiterführende Links:

Link zum wissenschaftlichen Paper: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2019.05.015

Nähere Informationen zur P2X-Luft-zu-Kraftstoff-Anlage: https://www.elab2.kit.edu/index.php

sowie im Video des YouTubers Cedric Engels alias „Doktor Whatson“ https://www.youtube.com/watch?v=qq0fjl0LQXo

 

ÜBER DAS KOPERNIKUS-PROJEKT P2X

Das Kopernikus-Projekt P2X untersucht Technologien, die erneuerbare Energie, CO2 und Wasser in andere Energieformen umwandeln, zum Beispiel in Kraft- und Kunststoffe, in Wärme und Gase, Chemikalien und Kosmetika.

ÜBER DIE KOPERNIKUS-PROJEKTE

Die Kopernikus-Projekte bilden eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zur Energiewende. Ihr Ziel ist es, eine saubere, sichere und bezahlbare Energieversorgung für Deutschland zu ermöglichen. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) entwickeln sie ganzheitliche Lösungen zum Erreichen der Klimaziele: In allen Projekten arbeiten Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft zusammen. Über zehn Jahre erarbeiten sie bis 2025 klimafreundliche Lösungen bis zur Anwendung im industriellen Maßstab.

Quelle: DECHEMA

Mehr Zukunft wagen! – Pressemitteilung IASA e.V.

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Bonn, den 9. April 2020

Covid-19: Luftfahrt zwischen Zäsur und Neustart.

von Rudolf (Rolf) Dörpinghaus, IASA

Mit Corona bekommt das Wort ‘Krise’ eine neue Dimension: Humanitär. Wirtschaftlich. Sozial.

Und auch in der Luftfahrt. Was sich keiner vorstellen mochte, womit niemand gerechnet hat, ist plötzlich und unerwartet Realität geworden: Der nahezu völlige Stillstand im Luftverkehr.

Diese Krise ist anders. Nichts ist mehr wie es war. Innerhalb kürzester Zeit hat Covid-19 den Luftverkehr bis auf die Luftfracht nahezu komplett gegroundet. Was in der Aviation Community gestern noch wichtig war, verblasst heute vor einer einzigen Frage: Wie können wir diese Krise überstehen?

Wenn die Weltwirtschaft den Atem anhält, sich Grenzschließungen und Reisebeschränkungen allerorten zu überbieten scheinen, Airlines ihren Betrieb einstellen, mehr als 90% der Flugzeuge am Boden stehen und noch kein Ende des Stillstandes in Sicht ist, dann ist die Bedrohung absolut existenziell! Alles hängt nun davon ab, wie schnell es gelingt, die Ausbreitung des Corona-Virus einzudämmen und die in der Folge drohende wirtschaftliche Rezession abzumindern.

Die letzten Tage und Wochen haben schmerzlich verdeutlicht, wie eingeschränkt eine Welt ohne das gewohnte Angebot des Luftverkehrs ist. Die Corona-Krise hat aber auch gezeigt, wie wichtig funktionierende Luftfrachtverbindungen für den Transport von dringend benötigten Hilfsgütern und natürlich auch zur Sicherung der Grundversorgung sind. Der Passage-Verkehr und die Geschäftsluftfahrt sind für das spätere Wiederhochfahren der Wirtschaft von ebenso entscheidender Bedeutung.

Luftverkehr braucht Flughäfen und Flugplätze. Auch hier brechen durch Corona Umsätze in kaum verkraftbarer Höhe weg. Dabei ist der Erhalt der Infrastruktur nicht allein für Daseinsfürsorge und Grundversorgung wichtig, sondern erst recht auch für die gesamtwirtschaftliche Erholung nach Überwindung der Pandemie. Hilfe benötigen aber auch die zahllosen KMUs und Dienstleister. Als wichtige Know-how-Träger sind sie unverzichtbar für eine funktionierende Luftverkehrswirtschaft.

Video-Konferenzen und Social Media werden nach der Krise eine noch größere Bedeutung haben. Mit ihrer vermehrten Nutzung steigt aber auch das Bedürfnis nach persönlicher Begegnung und echten Face-to-Face-Kontakten. Der Bedarf an Flugreisen wird damit weiter steigen, möglicherweise schneller als mancher heute glaubt.

Dennoch muss davon ausgegangen werden, dass die Zeit nach Covid-19 keine Rückkehr zum ‘business as usual’ sein wird. Während sich der Luftverkehr nach Krisen üblicherweise schneller als die allgemeine Wirtschaft erholt und damit auch als Frühindikator für einen wirtschaftlichen Aufschwung dienen kann, muß jetzt aufgrund des global unterschiedlichen Pandemie-Verlaufs, strikter Quarantäne-Bestimmungen und einer Änderung des Reiseverhaltens mit einem eher langwierigen Recovery gerechnet werden.

Trotzdem sollte man das Vertrauen in den Nutzen und die Attraktivität der Luftfahrt nicht verlieren. Schließlich hat der Aufstieg des Weltluftverkehrs eine einfache Ursache: Die Menschen wollen fliegen! Und daran wird auch Covid-19 nichts ändern!

Schon vor Corona wurde die kommerzielle Luftfahrt von Krisen geschüttelt: Ungleiche Wettbewerbsbedingungen, einseitige Steuern, eine unzureichende Infrastruktur und der Mangel an politischer wie öffentlicher Unterstützung erschweren der Branche seit Langem, sich auf die eigentliche Herausforderung dieses Jahrhunderts einzustellen, den Klimaschutz. Jetzt kommen noch die Auswirkungen von Covid-19 und einer möglicherweise weltweiten Rezession hinzu.

Schlechte Zeiten sollte man nutzen, bessere vorzubereiten. Jetzt werden erst einmal Soforthilfen gebraucht, um das Überleben von Luftfahrtunternehmen sowie den Erhalt von Arbeitsplätzen und Infrastruktur zu sichern. Auch danach wird noch Unterstützung nötig sein, um Märkte und Streckennetze wiederzubeleben. Weil niemand sagen kann, wie lange es dauern wird, bis das Vor-Corona-Niveau im Luftverkehr wieder erreicht ist, sind Umsicht und Vertrauen in den ‘Spirit of Aviation’ geboten. Vor allem gilt es, Panikreaktionen und irreversible Entscheidungen zu vermeiden.

Die aktuelle Zäsur sollte nicht zuletzt Anlass sein, die Zukunft des Luftverkehrs neu zu denken. Als das Netzwerk für globale Mobilität und den Transport von wertigen Gütern trägt die Luftfahrt heute direkt und indirekt entscheidend zur Wirtschaftsleistung in aller Welt bei. Für eine wirtschaftlich, sozial und ökologisch prosperierende Zukunft wird daher nicht weniger, sondern mehr Luftverkehr gebraucht!

Damit stellt sich weiterhin die Frage, wie die Klimaziele des Pariser Klimaabkommens im Luftverkehr erreicht werden können?

Fakt ist: Die Luftfahrt hat das Potenzial, dank EE-strombasierter Treibstoffe (PtL) und fortlaufender Fortschritte im Flugzeug- und Triebwerksbau weitgehend klimaneutral zu werden, nicht-CO2-bedingte Effekte eingeschlossen.

Fakt ist aber auch: Mit der Transformation zu weitgehender Klimaneutralität steht der Luftfahrt die mit Abstand größte Herausforderung erst noch bevor.

Um diese Jahrhundertaufgabe zu bestehen, sind nicht nur erhebliche Investitionen in immer effizienteres Fluggerät und innovative EE-strombasierteTreibstoffe, sondern auch verkehrspolitisch faire, wirtschaftspolitisch kluge und umweltpolitisch hilfreiche Rahmenbedingungen erforderlich.

Gebraucht wird eine wirtschaftlich starke Luftverkehrswirtschaft, die den Willen, die Fähigkeit und die Kraft zur Innovation hat.

Gebraucht werden insbesondere auch politische Entscheidungen, die das System Luftverkehr nicht künstlich schwächen, die Energiewende vorantreiben und einheitliche Rahmenbedingungen schaffen. Die EU sollte hier im Sinne des ‘Green Deal’ eine Führungsrolle übernehmen. Dazu zählen die Zweckbindung der Einnahmen aus CORSIA und EU ETS zur Förderung der Innovation in der Luftfahrt wie auch eine klar terminierte Vorgabe zur schrittweisen Einführung von PtL-Treibstoffen.

Covid-19 hat die Welt verändert. Covid-19 wird auch den Blick auf die Luftfahrt und den drohenden Klimawandel verändern. Nachhaltigkeit wird damit mehr denn je zum Wettbewerbsfaktor,  gerade auch im Luftverkehr.

So hart die Turbulenzen in der Luftfahrt auch sind, wenn wir nicht direkt aus der Corona- in die Klimakrise stürzen und einen drohenden ‘Klima-Hammer’ vermeiden wollen, dann gilt es keine Zeit zu verlieren. Je entschlossener wir jetzt Kurs in Richtung klimaneutraler Zukunft setzen, desto besser wird es gelingen, die Folgen von Covid-19 für die Luftfahrt abzumildern, der Luftfahrt wieder Perspektive zu geben und 2020 zu einem nicht gänzlich verlorenen Jahr zu machen.

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Die IASA e.V. wurde 2013 als unabhängiger Verband zur Förderung der Nachhaltigkeit in der Luftfahrt (Sustainable Aviation) mit Sitz in Bonn, Germany, gegründet. Die IASA ist international tätig. Sie versteht sich als ideelle Institution, Plattform und Experten-Netzwerk für alle, die an einer wirtschaftlich prosperierenden, ökologisch verträglichen, gesellschaftlich akzeptierten wie nutzbringenden Luftfahrt interessiert sind.

Die gleichgewichtete Anwendung aller drei Dimensionen der Nachhaltigkeit, der Ökonomie, der Ökologie und dem sozial / gesellschaftliches Verhalten ist der Garant für eine positive Entwicklung der Luftfahrt auch in der Zukunft.

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VoltAero takes e-aviation to new heights

IASA e.V. - sustainable Aviation

Cassio aircraft flight testing is underway with Safran’s ENGINeUS™ electric motors

March 10, 2020

Médis, France – VoltAero has marked a significant milestone in developing its all-new family of Cassio e-aircraft with initiation of flight testing using Safran Electrical & Power’s ENGINeUS™ smart electric motors.

This testing is a major step toward validating the electric and hybrid-electric powertrains for Cassio aircraft. It keeps the company on track in evolving a family of airplanes with four to nine seats, tailored for operation by private owners, air taxi/charter companies, in commercial flights for point-to-point regional travel, and in various utility-category applications.

“I am very pleased with the testing as we accumulate time aloft and open up the aircraft’s flight envelope,” said Jean Botti, VoltAero’s CEO and Chief Technical Officer. “The current test phase is with the powertrain for our six-seat Cassio version, to be followed by validation of the final aerodynamic and powertrain configurations on both the four- and nine-seat Cassio versions.”

The current flight evaluations utilize VoltAero’s Cassio 1 testbed aircraft, with the two ENGINeUS™ 45 electric motors installed in forward-facing positions on the wings. Cassio 1 is piloted by Technical Director Didier Esteyne, operating from VoltAero’s headquarters facility at the Royan-Médis Aérodrome in France.

“Flying on the power of Safran’s ENGINeUS™ motors is truly remarkable, with no vibration and extremely low noise levels,” Esteyne explained. “It confirms that our Cassio aircraft will bring an entirely new experience to aviation.”

In its full-up nine-seat version, the Cassio aircraft will utilize electric motors along with VoltAero’s proprietary aft-facing hybrid power module, which brings together an internal combustion engine and three electric motors. The prototype VoltAero hybrid power module continues its validation on a ground-based rig, preparing for a subsequent integration on the Cassio 1 testbed aircraft.

“Safran is proud to be powering the Cassio 1 aircraft as VoltAero brings a new dimension to electric aviation,” said Hervé Blanc, Executive Vice President & General Manager of the Electrical Systems and Motors Division at Safran Electrical & Power. “We are fully committed to supporting VoltAero throughout the flight test phase and look forward to the company’s future production of Cassio aircraft.”

Source: VOLTAERO

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