Schlagwort: treibstoff

77/2023 „Grüne Raumfahrt“? Raketenantrieb aus Kuhmist …

19. Dezember 2023 / raketenstart / Keine Kommentare

Air Water, ein japanisches Startup, hat mit einem Raketenantrieb aus Kuhmist einen Durchbruch in der Raumfahrttechnologie erzielt. Der Prototyp erzeugte eine 15 Meter lange Stichflamme, was die Entwicklungsrichtung für kostengünstigen, nachhaltigen Treibstoff für die Raumfahrt aufzeigt.

Die Raumfahrtbranche betritt unkonventionelle Pfade, indem sie auf Kuhmist als erneuerbare Ressource für Raketenantrieb setzt. Das japanische Startup Air Water hat erfolgreich einen Prototypen getestet, der Biogas aus landwirtschaftlichen Abfällen nutzt. Dieser Durchbruch könnte nicht nur die Kosten senken, sondern auch positive Umweltauswirkungen haben.

Landwirtschaftliche Abfälle als Rohstoff: Ein vielversprechender Anfang

Das innovative Unternehmen Air Water hat eine zehnsekündige blau-orangene Stichflamme erzeugt, die beeindruckende 15 Meter erreichte. Durch die Zusammenarbeit mit örtlichen Milchbetrieben wird der überschüssige Kuhmist, bisher als Abfallprodukt betrachtet, zu Biogas und schließlich zu Raketentreibstoff verarbeitet. Diese nachhaltige Lösung könnte nicht nur die Raumfahrt, sondern auch die Energieunabhängigkeit Japans fördern.

CEO Takahiro Inagawa hebt die niedrigen Herstellungskosten hervor und betont die Nachhaltigkeit und Reinheit des entstandenen Treibstoffs. Trotzdem bleiben kritische Fragen zur Umweltauswirkung offen. Die Landwirtschaft trägt zwar 14 Prozent zu den weltweiten Treibhausgasemissionen bei, doch nur ein Prozent davon resultiert aus den Abfällen von Wiederkäuern. Die Verwendung von Kuhmist als Treibstoff wirft somit die Frage auf, ob dies wirklich eine nachhaltige Lösung ist.

Potenzial für die Raumfahrt und die Energieunabhängigkeit

Inagawa strebt an, nicht nur die japanischen Raumfahrtambitionen zu unterstützen, sondern den Kuhmist-Treibstoff auch international zu etablieren. Dieser ungewöhnliche Ansatz könnte dazu beitragen, die hohen Treibstoffkosten zu senken und letztendlich die Möglichkeit eröffnen, Weltraumreisen einer breiteren Bevölkerung zugänglich zu machen.

Trotz der möglichen Emissionen aus der Landwirtschaft könnte die Verbrennung von Kuhmist langfristig eine nachhaltigere Alternative zu fossilen Brennstoffen in der Raumfahrt darstellen. Während einige Fragen noch offen sind, deutet der Erfolg von Air Water darauf hin, dass die Zukunft der Raumfahrt möglicherweise von den Abfällen unserer landwirtschaftlichen Betriebe angetrieben wird.

61/2021: Klimaneutrales Kerosin

19. Oktober 2021 / raketenstart / Keine Kommentare

Der CO² Ausstoß durch den deutschen Flugverkehr lag in den letzten 20 Jahren bei 16,3 Milliarden Tonnen. Die angestrebte Klimaneutralität des Landes bis 2045 verlangt ein Umdenken, auch in der Flugindustrie. Klimaneutrales Kerosin soll Abhilfe schaffen.

Weltweit neuartig

In Werlte im Emsland wurde am 04.10.2021 die weltweit erste Produktionsanlage für „Grünes Kerosin“ eröffnet, betrieben von der Klimaorganisation Atmosfair. Ab 2022 soll die Versuchsanlage den Betrieb aufnehmen und klimaneutralen Flugzeugtreibstoff produzieren. Ausschlaggebend für wirklich „grünes“ Kerosin ist es, dass jeder Bestandteil der Produktion durch erneuerbare Energien hergestellt wird. Kerosin wird in der Massenproduktion aus Erdöl gewonnen. Klimaneutrales Kerosin besteht aus Wasser und Strom, welcher aus umliegenden Windkraftanlagen bezogen wird. Mittels Elektrolyse wird dem Wasser der Wasserstoff entzogen und durch Zusatz von CO² entsteht synthetischer Flüssigtreibstoff. Das CO² wird als Abfallprodukt aus Biogasanlagen gewonnen oder aus der Luft gefiltert. Der Treibstoff wird auch „Power-to-liquid“ (Ptl) Treibstoff genannt, was bedeutet, dass aus elektrischer Energie Flüssigtreibstoff wird.

Lufthansa macht den Anfang

Als vorerst einziger Abnehmer hat sich die Lufthansa auf 5 Jahre vertraglich verpflichtet, jedes Jahr mindestens 25.000 Liter des Treibstoffes einzukaufen.
Schon in der Vergangenheit hat die Lufthansa den Kerosinbestand durch biogene Treibstoffe, gewonnen aus Abfällen oder alten Speiseölen, ergänzt.
Die Anlage in Werlte ist ab 2022 in der Lage, etwa eine Tonne Rohkerosin zu erzeugen, ab 2026 muss in Deutschland jedoch 0,5% des genutzten Treibstoffes Ptl Treibstoff sein, was ca. 50.000 Tonnen jährlich entspricht. Der Bau weiterer Anlagen bzw. der Ausbau des Produktionsvolumens muss in den nächsten 4 Jahren also enorm ansteigen, um dieses Ziel zu erreichen. Etwas vereinfacht ausgedrückt: Ein einfacher Transatlantik-Flug von Frankfurt nach New York in einem A380, verbraucht etwa 115 Tonnen Kerosin. Die Anlage in Werlte müsste dafür bis Mitte Juni 2022 jeden Tag die Maximale Kapazität produzieren, um diesen Flug vollständig mit Kerosin zu versorgen.
Die Planung sieht daher vor, soviel wie möglich des herkömmlichen Kerosins durch das Synthetische Kerosin zu ersetzen. Bis 2030 müssen laut Bundesumweltministerium 200.000 Liter des jährlichen Kerosinverbrauchs aus Ptl Treibstoff bestehen, dies entspricht 2% des kompletten Kerosinbedarfs.

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61/2019 ‚Air-to-fuel‘: ein neuer CO2-neutraler Treibstoff?

10. Dezember 2019 / raketenstart / Keine Kommentare

Ein Verfahren zur Filterung von CO2 aus der Luft soll die Grundlage für einen Treibstoff aus CO2 sein. In Kanada läuft derzeit schon ein Pilotprojekt und der CO2-neutrale synthetische Treibstoff soll bislang nur geringfügig teurer als herkömmlicher Kraftstoff sein.

Carbon Engineering, ein kanadisches Unternehmen, filtert bereits mithilfe einer alkalischen Hydroxidlösung CO2 aus der Luft. Das Verfahren wird als „Direct air capture“ bezeichnet. Im Anschluss wird das gebundene CO2 gereinigt und dann komprimiert. Bislang wurde das gebundene CO2 unterirdisch gespeichert, doch nun soll es eine Möglichkeit geben daraus CO2-neutralen Kraftstoff herzustellen.

Mithilfe von Wasser neuer Treibstoff

„Air to Fuel“, so wird die Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus CO2 genannt. Durch eine Wasserstoffelektrolyse wird Wasserstoff gewonnen. Anschließend soll dieses mit dem CO2 kombiniert werden. Im Ergebnis soll ein synthetischer Kraftstoff entstehen, welcher entweder pur oder gemischt verwendet werden soll. Die größere Menge an Energie, welche für die Gewinnung des Wasserstoffes nötig ist, soll durch Ökostrom generiert werden.

Durch die Kombination einer „Direct air capture“-Anlage und der anschließenden Verarbeitung zu synthetischen Kraftstoff, sollen bei jährlich 1 Millionen Tonnen gebundenen CO2, täglich ca. 320.000 Liter Kraftstoff produziert werden können. Ein Liter Benzin soll dabei rund 1 US-Dollar pro Liter kosten. Der Preis soll hierbei ungefähr gleich dem normaler Biokraftstoffe liegen und nur etwas höher als der Preis für herkömmliche Kraftstoffe sein. Zudem sollen die Kosten der Herstellung sinken, wenn die Produktion weiter wächst.

Vielseitige Problemlösung

Mit dem aus CO2 hergestellten Treibstoff könnten mehrere Probleme gleichzeitig gelöst werden. Denn bislang könnten theoretisch große Mengen CO2 durch eine „Direct air capture“- Anlage der Luft entzogen werden, doch bis dato wären die Kosten dafür zu hoch. Bislang wurden die Kosten pro Tonne auf rund 600 Dollar geschätzt. Aber selbst mit Kosten von rund 100 Dollar pro Tonne wäre die Anlage nicht für größere Mengen rentabel. Weltweit gibt es nur begrenzt CO2-Käufer. Durch die Verwendung im Treibstoff ist wohlmöglich eine umweltschonende Lösung gefunden. Zwar soll beim Autofahren das CO2 wieder freigesetzt werden, aber dieses soll mithilfe der DAC-Anlage erneut aus der Luft gefiltert werden können. So soll verhindert werden, dass zusätzliches CO2 in die Luft gelangt. Durch diesen Kreislauf soll der CO2-Ausstoß zumindest neutral gehalten werden.

Entwickelt wurden diese Methoden von Carbon Engineering. Laut David Keith, Gründer und Havard-Professor für angewandte Physik, war für den scheinbaren Durchbruch keine grundlegenden wissenschaftlichen Neuheiten nötig, sondern lediglich 30 Millionen Dollar, acht Jahre ingenieurwissenschaftliche Arbeit und Millionen kleine Details. Schon seit 2015 soll das Projekt in Form eines Piloten in Squamish Britisch Columbia laufen. Das folgende Video bereitet das Thema noch einmal zusammenfassend auf.

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