Kerosin ist ein modernes Wunderwerk und ermöglicht es Verkehrsflugzeugen, Hunderte von Passagieren um die halbe Welt zu befördern, und Militärflugzeugen, die regelmäßig die Schallgeschwindigkeit durchbrechen.
Dennoch könnte Flugzeugtreibstoff, wie wir ihn kennen, auf dem Prüfstand stehen, da die Welt bestrebt ist, den Ausstoß von Treibhausgasen zu eliminieren. Die kommerzielle Luftfahrt ist für 2,5 % der gesamten CO2-Verschmutzung verantwortlich, ein Anteil, der mit der Elektrifizierung anderer Branchen wahrscheinlich noch zunehmen wird, eine Option, die für Langstreckenflüge nicht akzeptabel ist.
Aber wenn Flugtreibstoff aus Kohlendioxid hergestellt werden kann, könnte die Ausführung ausgesetzt werden.
Eine Handvoll Start-ups haben einen Wettlauf um die Entwicklung einer kostengünstigen und effizienten Methode zur Nutzung von Elektrizität zur CO-Umwandlung hinter sich2 in einen energiereichen Kohlenwasserstoff, der in die Treibstofftanks eines Flugzeugs gefüllt werden kann, ohne dass jemand den Unterschied bemerkt. Doch der Ersatz kostengünstiger fossiler Brennstoffe ist eine große Hürde, die viele Unternehmen nicht überwinden konnten.
Ein Startup glaubt jedoch, das Problem mit einem recht unkomplizierten Ansatz gelöst zu haben. „Wir versuchen nicht unbedingt, die Chemie neu zu erfinden“, sagt Joe Rodden, Mitbegründer und CEO von Lydischsagte Tech. „Wir versuchen, die Anlage und das Equipment deutlich günstiger zu machen und zudem flexibel einsetzbar zu machen.“
Die erste Hälfte dieser Gleichung – billigere Ausrüstung – hat offensichtliche Auswirkungen auf die Endkosten des E-Fuels von Lydian. Die zweite Variante ist nuancierter und nutzt eine Eigenart erneuerbarer Energien aus: Manchmal ist sie wirklich sehr, sehr günstig.
Lydian nutzt diese niedrigen Preise aus, indem es einen sehr effizienten Katalysator zur CO-Umwandlung einsetzt2 und Wasserstoff in Kerosin und Sauerstoff. Dadurch kann das Unternehmen die zeitlich begrenzten Angebote des Netzes optimal nutzen. „Sie können Ihre Stromkosten um bis zur Hälfte reduzieren, indem Sie nur 20 % oder 30 % Ihrer Auslastung reduzieren“, sagte Rodden.
Für einen erfahrenen Anlagenbetreiber scheint es nicht unbedingt der rentabelste Ansatz zu sein, Anlagen in Teilzeit zu betreiben. Industrieanlagen wie die von Lydian sind in der Regel rund um die Uhr in Betrieb, um aus der teuren Ausrüstung das meiste Produkt herauszuholen.
„Die chemische Prozessindustrie war sehr gut darin, diese Anlagen im Rahmen eines 24/7-Betriebs zu optimieren“, sagte Rodden. „Aber wenn man diese Annahme widerlegt, beginnt man, andere Schlussfolgerungen zu ziehen, zum Beispiel, dass diese Komponente vielleicht keinen Sinn ergibt. Können wir es loswerden?“
Rodden sagte, dass sein Unternehmen durch den Teilzeitbetrieb der Reaktoren von Lydian eine Reihe komplexer Teile eliminieren konnte, die die Material- und Herstellungskosten erhöhen.
Dadurch kann Lydian E-Fuel produzieren, der mit Biokraftstoffen konkurrenzfähig ist, wenn die Strompreise bei etwa 3 bis 4 Cent pro Kilowattstunde liegen, was typisch für einige Solar- und Windparks ist, sagte Rodden. Wenn die Strompreise niedriger werden, was sie konnten Bis zum Ende des Jahrzehnts, fügte er hinzu, könnten sie in der Lage sein, mit fossilen Brennstoffen zu konkurrieren.
Wie wettbewerbsfähig es ist, hängt davon ab, in welchen Markt Lydian letztendlich verkauft. Europa zum Beispiel ist es Verschließen die Menge an Umweltverschmutzung, die Fluggesellschaften verursachen, verspricht einen Anstieg der Nachfrage nach Biokraftstoffen und E-Fuels, auch wenn diese teurer sind als herkömmlicher Kerosin. Andernorts könnten sich kleinere Flughäfen, die für die Lieferung von Kerosin viel Geld bezahlen müssen, dafür entscheiden, einige lydische Reaktoren zu installieren und ihre eigenen zu bauen.
Doch Lydian blickt auch über die kommerzielle Luftfahrt hinaus. Das US-Militär gehört der Welt größter Einzelbenutzer fossiler Brennstoffe, und Kerosin macht einen erheblichen Teil davon aus. Auf Stützpunkten innerhalb der USA ist die Sicherstellung der Versorgung kein großes Problem. An vordersten Stützpunkten in Konfliktgebieten muss jedoch Treibstoff verschifft werden, wodurch eine teure und langwierige Lieferkette entsteht, die anfällig für feindliche Angriffe ist. Etwa 3.000 US-Soldaten waren im Irak und in Afghanistan stationiert getötet oder verwundet während der Lieferung von Wasser und Treibstoff zwischen 2003 und 2007.
„Das ist eine Anwendung, bei der die Zahlungsbereitschaft wirklich nahezu unbegrenzt sein kann“, sagte Rodden.
Anstelle langer Lieferketten stellt sich Rodden lydische Reaktoren vor, die Treibstoff erzeugen, wenn die Basis ihn benötigt, und die mit Solar-, Wind- oder Kernenergie auf der Basis betrieben werden. Für die Weiterentwicklung der Technologie hat das Startup einen DARPA-Award erhalten.
Kürzlich hat Lydian den Bau einer Pilotanlage in North Carolina abgeschlossen, die bis zu 25 Gallonen E-Fuel pro Tag produzieren kann. Das klingt vielleicht nicht nach viel, wenn man bedenkt, dass eine Boeing 737-800 in Reiseflughöhe alle anderthalb Minuten so viel verbrennt. Aber Rodden sagte, es sei 100-mal mehr, als das Unternehmen im Labor produziert habe, und 10.000-mal mehr als bei seiner Gründung vor zweieinhalb Jahren. Lydian wird das Pilotprojekt einige Jahre lang durchführen, Daten sammeln und gleichzeitig eine Anlage im kommerziellen Maßstab bauen, die 2027 fertiggestellt werden soll.
Wenn Lydian diese Dynamik aufrechterhalten kann und die Welt den Verbrauch fossiler Brennstoffe reduzieren kann, könnten E-Fuels der letzte verbleibende Kohlenwasserstoff sein.