Neue Veröffentlichung zum Einfluss biogener Einsatzstoffe auf die technische und wirtschaftliche Performance nachhaltiger Flugtreibstoffproduktion.
TUM.PtX News |
Der Luftverkehr zählt zu den besonders schwer zu dekarbonisierenden Sektoren. Aufgrund der hohen erforderlichen Energiedichten und der aufwändigen Infrastruktur im Flugsektor werden Sustainable Aviation Fuels eine zentrale Rolle für die Erreichung zukünftiger Klimaziele spielen. Während reine Biomass-to-Liquid-Verfahren bezüglich der Kohlenstoffausnutzung limitiert sind, kombinieren Power-and-Biomass-to-Liquid-Konzepte biogene Reststoffe mit grünem Wasserstoff und ermöglichen dadurch hohe Kohlenstoffausnutzungen.
In der Studie werden fünf unterschiedliche biogene Reststoffe untersucht: Stroh, Buchenholz, Kiefernholz, Gärresten sowie Klärschlamm. Die Rohstoffe werden zunächst in einem Flugstromvergaser zu Synthesegas umgesetzt. Anschließend wird mithilfe von Wasserstoff aus Hochtemperatur-Festoxid-Elektrolyse (SOEL) die optimale Stöchiometrie für die nachfolgende Methanolsynthese eingestellt. Über die Prozesskette Methanol-to-Jet werden daraus nachhaltige Flugtreibstoffe erzeugt. Die Modellierung erfolgt detailliert in Aspen Plus und umfasst pro Einsatzstoff drei Konfigurationen mit 100 MW, 200 MW und 500 MW Biomasseeinsatz.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Wahl des Rohstoffs die technischen Kennzahlen nur wenig beeinflusst. Die untersuchten Prozesskonfigurationen erreichen Kohlenstoffeffizienzen von 89 bis 91 % sowie Energieeffizienzen zwischen 50 und 53 %. Größere Auswirkungen zeigen sich in der Ökonomie: Die berechneten Produktionskosten liegen abhängig von Rohstoff und Anlagengröße zwischen 2,96 und 3,91 €/L SAF, wobei sich die Produktionskosten für verschiedene Biomassen bei gleicher Anlagenkapazität nur um bis zu 6 % unterscheiden. Durch Skaleneffekte werden die Produktionskosten beim Hochskalieren von 100 MW auf 500 MW um bis zu 20 % reduziert.
Die Verfügbarkeit großer Mengen biogener Reststoffe sowie eine hohe Anlagenverfügbarkeit bestimmen maßgeblich die Wirtschaftlichkeit zukünftiger SAF-Anlagen. Die Ergebnisse liefern damit wichtige Erkenntnisse für die Auslegung großskaliger Anlagen zur Produktion nachhaltiger Flugtreibstoffe und die zukünftige Umsetzung der europäischen ReFuelEU-Aviation-Ziele.
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https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2026.128352