P2Fuels - Power-to-Fuels

Ziel von P2Fuels ist es, synthetisches Rohöl aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff (sog. FischerTropsch-Crude, FT-Crude) zu spezifikationskonformem Kerosin weiterzuverarbeiten, und so den Weg für die kommerzielle Vermarktung zu bereiten. Von 2023 bis 2026 arbeitet CENA Hessen dafür mit führenden Forschungsinstituten und Industriepartnern im Projekt P2Fuels zusammen. Das Projekt wird mit rund 8 Millionen Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Zusätzlich bringt das Hessische Ministerium für Wirtschaft, Energie, Verkehr, Wohnen und ländlichen Raum (HMWVW) rund 210.000 Euro als Ko-Finanzierung ein. P2Fuels ist Teil des Kopernikus-Projekts P2X, das sich in der dritten und finalen Phase befindet.

CENA Hessen ist Projektkoordinator für P2Fuels. Darüber hinaus untersucht CENA Hessen im Rahmen des Projekts Lösungen für regulatorische Hindernisse zur Weiterverarbeitung des FT-Crudes zu spezifikationskonformen FT-SPK, um so den Weg für die kommerzielle Vermarktung zu bereiten.

Im Rahmen von P2Fuels werden technische Prozesse zur Verarbeitung des FT-Crudes zu Kerosin weiterentwickelt. Dies erfordert eine industrielle Downstream-Lieferkette, die im Projekt speziell für die hohen Anforderungen des Luftverkehrs entwickelt wird. Dabei werden zwei Ansätze betrachtet: die direkte Herstellung von synthetischem paraffinischem Kerosin (SPK) in einer dedizierten Raffinerie (Route 1) und das Co-Processing (Route 2), bei dem FT-Crude gemeinsam mit fossilem Rohöl in bestehenden Raffinerien weiterverarbeitet wird.

Das Herzstück von P2Fuels ist die Errichtung einer entsprechenden Raffinerie. Dazu wird die Pionieranlage von INERATEC im Industriepark Frankfurt-Höchst um ein Refiningmodul erweitert, welches jährlich bis zu 350 Tonnen FT-Crude aus Wasserstoff und CO₂ herstellen wird.

Um nachhaltig erzeugtes Kerosin direkt in eine Flugverkehr-Lieferkette einbringen zu können, ist eine Nachbehandlung des erzeugten FT-Crudes notwendig. Genau wie fossiles Rohöl muss das FT-Crude in einer Raffinerieanlage aufbereitet werden. Die hierfür in Frankfurt-Höchst entstehende Anlage kann bis zu zwei Drittel des FT-Crudes zu SPK umwandeln. Dieses Kerosin erfüllt die Zielparameter nach ASTM D7566 und kann bis zu 50 Prozent herkömmlichem JET A1-Fuel beigemischt werden.

Beim Co-Processing wird FT-Crude gemeinsam mit fossilem Rohöl in einer bestehenden Raffinerieinfrastruktur verarbeitet. Dies hat den Vorteil, dass bestehende Infrastruktur genutzt und größere Investitionen vermieden werden können. Dem Einsatz von Co-Processing in Deutschland stehen jedoch regulatorische Hemmnisse entgegen. So ist der maximal zulässige Anteil an FT-Crude am Raffinieriefeedstock derzeit auf 5 Prozent begrenzt. P2Fuels verfolgt das Ziel, den Anteil der FT-Komponente von 5 Prozent auf 30 Prozent zu erhöhen. Dazu sollen Technikumsversuche mit BP und INERATEC die Spezifikationskonformität des entstehenden Kerosins auch bei einem höheren FT-Anteil nachweisen und eine Erhöhung des zulässigen Anteils bei ASTM und beim Energy Institute als zuständigen Normungsinstitutionen herbeiführen.

Produktion und Vertrieb von PtL-Kraftstoffen werden durch eine Vielzahl von Vorschriften beeinflusst, wie beispielsweise durch die EU-Chemikalienverordnung REACH (Registration, Evaluation Authorization and Restriction of Chemicals) oder die Anforderungen der Renewable Energy Directive (RED). CENA-Hessen untersucht, inwieweit sich aus diesen Vorschriften unbeabsichtigte regulatorische Hindernisse ergeben und macht gegebenenfalls Vorschläge zur Gesetzesweiterentwicklung.

Mit steigenden Umwelt- und Klimaschutzanforderungen steht die Luftfahrtbranche vor der Herausforderung, ihre CO2-Emissionen zu reduzieren. Alternative Kraftstoffe sind nötig, da Flugzeuge vor allem auf der Mittel- und Langstrecke in absehbarer Zeit nicht mit Wasserstoff oder Strom betrieben werden können. Das synthetische Rohöl für die Produktion von E-Kerosin wird mit Strom, Kohlenmonoxid und Wasserstoff hergestellt. Bei Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energien, kann die CO₂-Einsparung beim Einsatz von PtL-Kerosin theoretisch nahezu 100 Prozent betragen. P2Fuels leistet damit einen entscheidenden Schritt zur nachhaltigen Transformation der Luftfahrtbranche und zur langfristigen Defossilisierung durch E-Kerosin.

Zu den Partnern im Projekt P2Fuels zählen neben CENA Hessen das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., die INERATEC GmbH, das Karlsruher Institut für Technologie, die Provadis School of International Management and Technology AG, die Aveera UG sowie die General Electric Deutschland Holding GmbH. Als assoziierte Partner wirken im Forschungsverbundvorhaben Kopernikus P2Fuels mit: Sunfire GmbH, BP Europa SE, BASF SE, Andreas Stihl AG & Co. KG, CLAAS KGaA mbH und HCS Group GmbH.

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 BMBF, entwickeln sie ganzheitliche Lösungen zur Erreichung der Klimaziele. Expertinnen und Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft erarbeiten gemeinsam klimafreundliche Lösungen bis zur Anwendung im industriellen Maßstab.

Das Kopernikus-Projekt P2X untersucht Power-to-X-Technologien, die mit erneuerbarer Energie Kohlenstoffdioxid und Wasser in andere Stoffe umwandeln. Der aktuelle Fokus liegt auf der Herstellung von synthetischem Kerosin. In den ersten beiden Phasen des Kopernikus-P2X-Projektes wurde die Erzeugung nachhaltiger Fischer-Tropsch-Produkte mithilfe innovativer Verfahren wie CO2-Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture) und Hochtemperatur-Wasserstoffelektrolyse untersucht. Die aktuelle, dritte Phase von P2X legt nun den Fokus auf die industrielle Umsetzung von FT-Produkten. Das Projekt wird vom Karlsruher Institut für Technologie koordiniert. Für die Geschäftsstelle ist DECHEMA verantwortlich. 18 Partner aus Industrie, Wissenschaft und zivilgesellschaftlichen Organisationen sind an dem Vorhaben beteiligt.

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