Neue Veröffentlichung zum Thema Techno-Ökonomische Analyse und Vergleich von Fischer-Tropsch und Methanol-to-Jet Power-to-Liquid Prozessen zur Herstellung von nachhaltigen Flugtreibstoffen
TUM.PtX News |
Der anthropogene Klimawandel erfordert eine starke Reduktion der CO2 Emissionen in den Energie- und Industriesektoren, da diese heutzutage größtenteils auf fossilen Grundstoffen basieren. Der Flugsektor ist für etwa 3 % der globalen CO2 Emissionen verantwortlich, wobei die Tendenz steigend ist, durch zunehmenden Flugverkehr und Defossilisierung anderer Sektoren wie beispielsweise des Stromsektors. Da die Elektrifizierung von Flugzeigen mit einer Reihe von Herausforderungen verbunden ist, insbesondere bezüglich der Energiedichte der Speicherung, werden nachhaltige Flugtreibstoffe mit ähnlichen Eigenschaften wie fossiles Kerosin, aber basierend auf erneuerbaren Ressourcen, zukünftige eine wichtige Rolle spielen.
In Power-to-Liquid (PtL) Verfahren werden flüssige Kohlenwasserstoffe aus erneuerbarem Strom, Wasser und CO2 synthetisiert, wodurch die Prozesse potenziell in sehr großen Skalen implementiert werden können, da im Gegensatz zu Biomasse basierten Routen keine direkt limitierten Ausgangsmaterialien genutzt werden. In dieser Studie werden Fischer-Tropsch und Methanol-to-Jet als die beiden derzeit am meisten im Fokus stehenden PtL Prozesswege miteinander verglichen. Ausgangsmaterialien sind Wasserstoff aus Hochtemperatur-Feststoffoxid-Elektrolyse (SOEL) und CO2 aus Direct Air Capture (DAC), wobei für DAC ein Flüssig-Absorptions-basierter Hochtemperatur Prozess betrachtet wird.
Die Gesamtprozesse werden detailliert in Aspen Plus V12 basierend auf experimentell validierten Teilprozessen modelliert, es werden verschiedene Prozesskonfigurationen untersucht und anschließend werden die Konfigurationen bezüglich technischer Schlüsselparameter sowie der Produktzusammensetzung miteinander verglichen. Im nächsten Schritt werden die Prozesswege mit der am Lehrstuhl für Energiesysteme entwickelten TUM CESTEA (TUM Chair of Energy Systems Techno-Economic Analysis) Methodik ökonomisch bewertet. Vor- und Nachteile von verschiedenen Prozesskonfigurationen sowie generell von Fischer-Tropsch und Methanol-to-Jet basierten Prozessen werden diskutiert.
Energ Conver Manage, 2024
Der vollständige Artikel ist hier zu finden: https://doi.org/10.1016/j.enconman.2024.118728