Die Abteilung für Bewertung solarer Produktionsverfahren identifiziert und bewertet systematisch vielversprechende Produktionswege für CO₂-neutrale Kraftstoffe und Grundstoffe der Zukunft.
Credit:
Helmholtz-Klima-Initiative / Julia Blenn, DLR / Tanja Hildebrandt
Die Abteilung Bewertung solarer Produktionsverfahren untersucht und bewertet unterschiedliche Verfahren zur Herstellung von CO2-neutralen Kraftstoffen und Grundstoffen auf Basis von Solarenergie. Es werden außerdem die logistischen Konzepte mitbetrachtet, die der Bereitstellung der benötigten Ausgangsstoffe sowie dem Transport und der Verteilung der Kraftstoffe zugrunde liegen. Die Ergebnisse der Bewertungen von Produktionsverfahren unterstützen bei Entscheidungsprozessen und zeigen Handlungsmöglichkeiten zur optimalen Einbindung solarer Brennstoffproduktion in einen globalen Markt auf. Entscheidungsträger erhalten so wissenschaftlich fundierte Orientierungshilfen, ein wichtiger Beitrag zur Entscheidungsfindung in der Energie- und Treibstoffpolitik.
Ziel der Abteilung ist es, die vielversprechendsten Produktionswege für CO2-neutrale Kraftstoffe und Grundstoffe der Zukunft in Bezug auf Kosten und Emissionen zu identifizieren und sie systematisch zu bewerten. Dies soll dazu beitragen, die solare Brennstoffproduktion in einen globalen Markt optimal einzubinden und eine breite Akzeptanz sowie Anwendung von solaren Kraftstoffen in der zukünftigen Gesellschaft zu erreichen. Das Ziel: eine erneuerbare Energiewirtschaft.
Die Bewertung der solaren Produktionsprozesse und -verfahren erfolgt unter wirtschaftlichen, technischen, ökologischen und sozialen Aspekten. Die Studien betrachten umfassend und ganzheitlich alle wesentlichen Einflussfaktoren.
Arbeitsschwerpunkte
Die Forschenden der Abteilung BSP entwickeln zunächst die Methoden und Werkzeuge, die sie für Studien und für die Bewertung von spezifischen solaren Kraftstoffen und Produktionsprozessen einsetzen. Unter den Verfahren, die wir analysieren, finden sich solarthermochemische Kreisprozesse, die solar betriebene Hochtemperaturelektrolyse und alle Prozesse, die mit solarer Wärme gekoppelt werden. Ebenso werden nachgelagerte Verfahren wie die Fischer-Tropsch-Synthese oder Methanol-to-Gasoline Verfahren untersucht. In Prozessanalysen untersuchen die Forschenden auch die Herkunft der Edukte, wie Wasser und CO2, die beispielsweise aus Punktquellen wie Zementherstellungs- oder Direct Air Capture Alagen gewonnen werden, und betrachten die meteorologischen Daten von Standorten in der ganzen Welt. Als Endprodukte werden Wasserstoff, Methanol, Ammoniak, Synthesegas, Schwefel, Sustainable Aviation Fuels (SAF) sowie andere synthetische Kraftstoffe und chemischen Grundstoffe betrachtet.
Wasserstoff-Erzeugungskosten
Das Diagramm zeigt die nivellierten Kosten von Wasserstoff (LCOH) in Abhängigkeit von den Volllaststunden des Elektrolyseurs und den nivellierten Kosten des aufgewendeten Stroms (LCOE).
Schwerpunkte sind die techno-ökonomische Bewertung, die ökologische Analyse und die sozio-ökonomische Analyse.
Bei der techno-ökonomischen Bewertung werden die wirtschaftlichen Potentiale der solaren Verfahren zur Kraftstoff-Herstellung und die Auswirkungen von Schlüsselkomponenten identifiziert.
Mit dem Life Cycle Assessment (LCA) werden die ökologischen Auswirkungen der solaren Verfahren analysiert.
Im letzten Schritt erfolgt eine sozio-ökonomische Bewertung der Verfahren.
Anhand unserer Bewertungen möchten wir Wissen bereitstellen, das dazu beiträgt, die Herstellungsprozesse für verschiedene Kraftstoffe und Grundstoffe durch die Nutzung von solarer Energie (CSP, PV) und Kopplung mit anderen erneuerbaren Energien kostengünstiger und ökologischer zu machen.
