Una fonte di energia senza concorrenti
La soluzione sono i cosiddetti synfuel, ossia carburanti sintetici estratti da fonti rinnovabili. Tra le tecnologie più avanzate troviamo la produzione di biocarburante, ossia carburante prodotto a partire da biomassa. A breve in Germania verrà aperto il primo impianto di produzione di biocarburante.
Il problema? L’utilizzo della biomassa entra in concorrenza con l’industria degli alimenti. La concorrenza interessa anche i cosiddetti e-fuel, ossia quei carburanti prodotti con elettricità ricavata da energia eolica o idrica, poiché anche il fabbisogno di elettricità è sempre più elevato.
Non dimentichiamo inoltre che la produzione di synfuel necessita di enormi quantità di energia poiché questi carburanti possono essere prodotti solo a temperature estremamente elevate. Perché non sfruttare quindi la nostra enorme palla di fuoco personale, ossia il sole? Detto, fatto: uno spin-off dell’ETH, dal futuristico e poetico nome di Synhelion, ha sviluppato la tecnologia necessaria per fare proprio questo.
I vecchi motori a combustione potranno continuare a funzionare
L’irraggiamento solare viene catturato da specchi appositamente disposti, raccolto tramite un collettore e portato a una temperatura di oltre 1500°C. Un reattore termochimico divide il CO2 e l’acqua estratti dall’aria trasformandoli in monossido di carbonio e idrogeno per produrre il cosiddetto syngas. Tramite una procedura gas-to-liquid standardizzata, quest’ultimo viene quindi trasformato in carburante, ossia in solar fuel neutrale dal punto di vista del CO2.
La genialità del processo? Poiché la composizione chimica è la stessa dei carburanti fossili, il solar fuel può essere utilizzato senza ulteriori procedure nei classici motori a combustione. Non importa che si tratti di motori a cherosene, benzina, diesel o metanolo, il «carburante solare» sarà adattabile per fronteggiare qualsiasi sfida. Poiché, secondo Synhelion, il solar fuel ha una densità energetica maggiore rispetto ai carburanti fossili e alle batterie, il prezzo di questo carburante sintetico sarà ridotto.
Synhelion prevede che l’industria aeronautica sarà il suo maggior cliente poiché la domanda in questo settore è molto elevata e l’impiego di batterie è irrealistico soprattutto per i voli a lungo raggio. Anche il settore navale e il traffico pesante e privato potrebbero tuttavia contare tra i potenziali acquirenti.
Attualmente non viene ancora prodotto solar fuel in grandi quantità. La costruzione del primo impianto è prevista per il 2023 e a partire dal 2024 verranno prodotte annualmente 700 000 tonnellate di synfuel: la metà del fabbisogno annuo di cherosene di Swiss.
Konkurrenzlose Quelle
Sie liegt in den sogenannten Synfuels – synthetischen Treibstoffen, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden. Am weitesten vorangeschritten ist die Produktion von Biofuel – Treibstoff aus Biomasse. Kürzlich wurde in Deutschland die erste Biofuel-Produktionsstätte in Betrieb genommen.
Das Problem: Die Verwendung von Biomasse konkurrenziert mit der Lebensmittelindustrie. In einem Konkurrenzverhältnis stehen aber auch sogenannte E-Fuels – Treibstoffe, die mit Hilfe von Strom aus Wind- und Wasserkraft produziert werden. Denn der Strombedarf wächst auch anderswo.
Und für die Herstellung von Synfuels sind riesige Mengen an Energie nötig, denn die Treibstoffe lassen sich nur mit sehr hohen Temperaturen herstellen. Wieso also nicht den grössten Feuerball in unserer Nähe dafür nutzen – die Sonne? Gesagt, getan: Das ETH-Spin-off mit dem futuristisch-poetischen Namen Synhelion hat dazu die nötige Technologie entwickelt.
Alte Verbrennungsmotoren dürfen weiterlaufen
Die Sonneneinstrahlung wird dabei über ein Spiegelfeld eingefangen, gebündelt auf einen Kollektor reflektiert und auf eine Temperatur von über 1500 Grad Celsius gebracht. Ein thermochemischer Reaktor spaltet damit aus der Luft gewonnenes CO2 und Wasser in Kohlenmonoxid und Wasserstoff und erzeugt ein sogenanntes Syngas. Dieses wird anschliessend ein einem standardisierten Gas-to-Liquid-Prozess zu Treibstoff – zu einem CO2-neutralen Solar Fuel.
Die Genialität des Prozesses: Da die chemische Zusammensetzung gleich mit fossilen Treibstoffen ist, kann Solar Fuel ohne Weiteres in Verbrennungsmotoren genutzt werden. Egal ob Kerosin, Benzin, Diesel oder Methanol, der «Sonnentreibstoff» soll auf alle Anforderungen adaptierbar sein. Da Solar Fuel laut Synhelion eine höhere Energiedichte als fossile Treibstoffe oder auch Batterien hat, sind die Preise für den synthetischen Treibstoff tief.
Als Hauptabnehmer sieht Synhelion die Flugindustrie, weil hier der höchste Bedarf bestehe. Vor allem auf Langstreckenflügen ist der Einsatz von Batterien unrealistisch. Aber auch die Schiff-Fahrt sowie der Schwer- und Privatverkehr zählen zu den potenziellen Abnehmern.
Noch wird indessen kein Solar Fuel in grosser Menge produziert. Der Bau der ersten Anlage ist auf 2023 geplant, ab 2024 soll sie jährlich 700'000 Tonnen Synfuel herstellen – die Hälfte des Kerosinverbrauchs von Swiss pro Jahr.
