6. September 2022
Mobilität der Zukunft & emissionsfreies Fliegen

DLR-Know-how für So­lar Fuels-De­mons­tra­ti­ons­an­la­ge

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Energie
Visualisierung der Demonstrationsanlage DAWN von Synhelion
Vi­sua­li­sie­rung der De­mons­tra­ti­ons­an­la­ge DAWN von Syn­he­li­on
Bild 1/2, Credit: Synhelion

Visualisierung der Demonstrationsanlage DAWN von Synhelion

DLR und Syn­he­li­on ar­bei­ten ge­mein­sam an der Er­for­schung und Ent­wick­lung von so­la­ren Treib­stof­fen. Die De­mons­tra­ti­ons­an­la­ge ist ein wich­ti­ger Schritt auf dem Weg zu kom­mer­zi­el­len An­la­gen.
Spatenstich der Solar Fuels-Demonstrationsanlage DAWN
Spa­ten­stich der So­lar Fuels-De­mons­tra­ti­ons­an­la­ge DAWN
Bild 2/2, Credit: ©DLR

Spatenstich der Solar Fuels-Demonstrationsanlage DAWN

Von links nach rechts: Frank Dre­wes (Ge­schäfts­füh­rer Brain­ener­gy Park), Dr. Phil­ipp Fur­ler (CEO Syn­he­li­on), Dr. Gi­an­lu­ca Am­bro­set­ti (CEO Syn­he­li­on), Prof. Dr.-Ing. Kars­ten Lem­mer (Mit­glied des DLR-Vor­stands und ver­ant­wort­lich für In­no­va­ti­on, Trans­fer und wis­sen­schaft­li­che In­fra­struk­tu­ren), Wolf­gang Spel­t­hahn (Land­rat Kreis Dü­ren), Axel Fuchs (Bür­ger­meis­ter Jü­lich und Auf­sichts­rats­vor­sit­zen­der Brain­ener­gy Park), Pa­trick Hil­ger (Ma­na­ging Di­rec­tor Syn­he­li­on Ger­ma­ny), Si­mon Dieck­mann (Head Soft­ware De­ve­lop­ment Syn­he­li­on), Dr. Phil­ipp Good (CTO Syn­he­li­on), Car­men Mu­rer (Head Cor­po­ra­te Com­mu­ni­ca­ti­ons Syn­he­li­on).
  • Das Unternehmen Synhelion baut eine Demonstrationsanlage, um solare Kraftstoffe zu produzieren – das DLR ist Partner im Projekt.
  • Die Anlage in Jülich besteht aus einem 20 Meter hohen Solarturm und einem Spiegel-Feld.
  • Das DLR entwickelt gemeinsam mit Synhelion und dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen eine zentrale Komponente für die DAWN-Anlage: den solaren Reformierungsreaktor. Auch bei der Steuerungstechnik und Steuerungssoftware für die Anlage arbeiten DLR und Synhelion eng zusammen.
  • Schwerpunkte: Energie, Mobilität der Zukunft, emissionsfreies Fliegen, alternative Kraftstoffe

Solare Kraftstoffe, sogenannte Solar Fuels, sind vor allem für den Luftverkehr auf der Langstrecke eine vielversprechende Lösung, um klimaneutrale Mobilität zu ermöglichen. Das Schweizer Unternehmen Synhelion hat am 6. September 2022 mit dem Bau der Demonstrationsanlage DAWN zur Produktion von solaren Kraftstoffen in Jülich begonnen. Die Anlage besteht aus einem 20 Meter hohen Solarturm und einem Spiegel-Feld mit einer Spiegelfläche von 1.500 Quadratmetern. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) ist gemeinsam mit dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen Partner des Projekts. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) unterstützt den Aufbau und Betrieb der Anlage im Rahmen des Verbundvorhabens SolarFuels mit einer Fördersumme von 3,9 Millionen Euro.

Einmalige Demonstrationsanlage und Modell für zukünftige kommerzielle Anlagen

DAWN wird die erste Anlage sein, in der die von den Projektpartnern entwickelten Innovationen zum Einsatz kommen. Die Demonstrationsanlage wird als Modell für künftige, kommerzielle Anlagen dienen und insbesondere für Forschungs- und Entwicklungszwecke zum Einsatz kommen.

„Jahrelange Entwicklungsarbeit der beiden DLR-Institute für Solarforschung und Future Fuels trägt nun Früchte: Unsere konsequente Transferleistung aus der Wissenschaft führt zum Bau dieser einmaligen Demonstrationsanlage für die Produktion von Treibstoff aus der Kraft der Sonne. Mit Innovation, Transfer und Ausgründungen leistet das DLR so einen wichtigen Beitrag für Energiesicherheit und Klimaschutz“, sagte Prof. Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstands und verantwortlich für Innovation, Transfer und wissenschaftliche Infrastrukturen, beim Spatenstich.

„Die Anlage DAWN wird zeigen, dass Solartreibstoffe kein theoretisches Konstrukt sind, sondern schon bald aktiv dazu beitragen werden, den Flug- und Langstreckenverkehr zu dekarbonisieren. Wir sind stolz, diesen wichtigen Meilenstein heute gemeinsam mit unseren Partnern feiern zu können. Dank der hervorragenden Forschungseinrichtungen des DLR und der engen Zusammenarbeit mit den dortigen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern können wir den Schritt hin zur Industrialisierung unserer Solartreibstoff-Technologie massiv beschleunigen“, kommentierte Patrick Hilger, Geschäftsführer von Synhelion Germany.

Gemeinsame Entwicklungsarbeit und Transfer aus der Wissenschaft in die Anwendung

Das DLR entwickelt gemeinsam mit Synhelion und dem Solar-Institut Jülich der FH Aachen eine zentrale Komponente für die DAWN-Anlage: den solaren Reformierungsreaktor. Er nutzt die Wärme konzentrierter Sonnenstrahlung, um aus Biogas und Wasserdampf ein Synthesegas herzustellen. Daraus kann anschließend mit industriellen Standardprozessen flüssiger Kraftstoff gewonnen werden. Erste Tests mit Prototypen unterschiedlicher Größe fanden in der DLR-Großforschungsanlage Synlight und auf dem DLR-Multifokusturm statt. Forschende aus dem DLR haben das Team von Synhelion bei den Tests beraten und unterstützt. Synlight ist die weltweit größte Forschungsanlage, um konzentriertes, künstliches Sonnenlicht zu erzeugen. Sie wird vom DLR-Institut für Future Fuels in Jülich betrieben. Der Multifokusturm ist einer der beiden Solartürme des DLR-Instituts für Solarforschung am Standort Jülich.

Zentrale Rolle von Steuerungstechnik und Steuerungssoftware

Die Tochtergesellschaft Synhelion Germany basiert auf der DLR-Unternehmensgründung Heliokon, die von der Muttergesellschaft Synhelion im Jahr 2021 übernommen wurde. Synhelion Germany führt große Teile der operativen Umsetzung durch und bringt Kompetenz bei der Entwicklung von Spiegeln und dem Bau von Spiegelfeldern ein. Das Tochterunternehmen hat zudem die Steuerungstechnik entwickelt. Die für Anlagen industrieller Größe geeignete Steuerungssoftware entwickelt Synhelion gemeinsam mit dem DLR. Basis dafür ist eine im DLR-Institut für Solarforschung entwickelte Software, die bereits an den DLR-Solartürmen in Jülich im Einsatz ist.

Steuerungstechnik und -software spielen eine zentrale Rolle: Sie steuern den kompletten solaren Teil der Anlage und sorgen dafür, dass die Spiegel die Solarstrahlung exakt auf die Zielpunkte auf dem Solarturm lenken. Die genaue Ausrichtung der Spiegel ist entscheidend, um die vorhandene Solarstrahlung bestmöglich zu nutzen und die für den Herstellungsprozess erforderlichen hohen Temperaturen erreichen zu können.

Solare Treibstoffe: Technologie für CO2-neutrale Mobilität

Solare Treibstoffe sind flüssige Treibstoffe, die aus der Energie der Sonne, Wasser und Kohlenstoff hergestellt werden. Nutzt man als Quelle für den Kohlenstoff beispielsweise CO2 aus der Atmosphäre oder Methan aus Bioabfällen, ist dieser Treibstoff klimaneutral. Das heißt, er setzt bei seiner Verbrennung nur so viel CO2 frei, wie für seine Produktion aus der Atmosphäre entnommen wurde. Solare Treibstoffe gehören zu den sogenannten alternativen Treibstoffen. Sie sind – zusätzlich zu alternativen Antrieben und weiteren technologischen Verbesserungsmöglichkeiten – notwendig, um die ambitionierten Klimaschutzziele im Mobilitätsbereich zu erreichen. Im Luftverkehr sind sie vor allem für die Langstrecke die vielversprechendste Lösung.

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