Solarthermisches Turm-Kraftwerk NOORo III in Marokko
Gemeinsam mit Partnern hat das DLR in der MENA-Fuels-Studie das Potenzial des Nahen Ostens und Nordafrikas für die Produktion von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen aus erneuerbaren Ressourcen untersucht. Eine wichtige Rolle wird dabei die Nutzung von Solarenergie spielen, zum Beispel in Form konzentrierter Solarthermie.
Bild: 1/2, Credit:
SENER
Produktionskosten für synthetische Kraftstoffe nach Technologien zur Stromerzeugung
Für die MENA-Fuels-Studie haben Forschende erstmals die ganze Region in viele kleine Flächen unterteilt und einzeln kostenoptimiert berechnet.
Roadmaps zur Erzeugung nachhaltiger synthetischer Kraftstoffe im MENA(*)-Raum zur Dekarbonisierung des Verkehrs in Deutschland
*MENA: Middle-East and North Africa (Naher Osten und Nordafrika )
Laufzeit: 1.10.2018 – 31.3.2022
Die Verankerung der vertraglichen Zielsetzung zur Begrenzung des globalen Temperaturanstieges deutlich unter zwei Grad Celsius („Paris-Agreement“) bildet einen Meilenstein in der internationalen Klimapolitik und erfordert die zeitnahe Entwicklung von Strategien, die Lösungsansätze an die Hand geben, wie sich wirksame Energieminderungspfade verwirklichen lassen. Dabei kommt der Dekarbonisierung des Energiesystems eine zentrale Rolle zu. Aber auch der Verkehrssektor muss sich aufgrund seines hohen Anteils an den THG-Emissionen in den Strategien zur Dekarbonisierung widerspiegeln.
Ausgehend vom Ziel einer weitgehenden Dekarbonisierung der Wirtschaftssysteme bis 2050 und dem bisherigen geringen Beitrag des Verkehrssektors hierzu stellt sich die Frage nach der möglichen Rolle und den Implikationen der Nutzung strombasierter Kraftstoffe in Deutschland. Es werden in dieser Studie die Zielsysteme in Deutschland (mit Ausblick auf die EU) betrachtet und dabei der Bedarf an synthetischen Kraftstoffen (unter Mitführung einer entsprechenden Nachfrage an strombasierten Basischemikalien seitens der Industrie) analysiert. Andererseits werden mögliche Transformationspfade zum Erreichen dieser Ziele konzipiert und dabei aufgezeigt, welche Rolle den MENA-Ländern bei der Versorgung Deutschlands (und der EU) mit synthetischen Kraftstoffen oder deren Vorprodukten zukommen könnte. Dementsprechend besteht die Studie aus zwei sich gegenseitig beeinflussenden Teilen.
Schema einer Prozesskette zur solaren Erzeugung von CO₂-neutralen Brennstoffen im Projekt "MENA-Fuels"
Im ersten Teil wird die Nachfrage nach synthetischen Kraftstoffen analysiert und bewertet. Dies behinhaltet eine multikriterielle Bewertung verschiedener technischer Routen und Einzeltechnologien, um Vor- und Nachteile einzelner Lösungen in Bezug auf Deutschland und die MENA-Region gegenüberstellen zu können; die Analyse der Erzeugungs- und Anwendungspotenziale von synthetischen Kraftstoffen für Deutschland mittels eines integrierten Energiesystemmodels und basierend auf Kosten-Potenzial-Kurven für die MENA-Länder sowie der Ergebnisse der multikriteriellen Bewertung; die Integration der möglichen Nachfrage der Industrie an strombasierten Basischemikalien (zum Beispiel aus strombasiertem Methan oder Methanol hergestelltes Ethylen als Basis für die Produktion von Olefinen oder Ammoniak als Grundstoff für die Düngemittelherstellung) zur Nutzung von Synergieeffekten im gesamten Energiesystem; die gleichzeitige Berücksichtigung einer weit höheren potenziellen Nachfrage aus der gesamten EU, sowie Modellierung des korrespondierenden Infrastrukturbedarfs. Es wird dabei unterschieden, welcher Anteil der benötigten Mengen an Strom, Wasserstoff und Zwischenprodukten wie zum Beispiel erneuerbares Methanol und dem Endprodukt Kraftstoff in Deutschland und welcher in der MENA-Region hergestellt werden könnte.
Im zweiten Teil werden die MENA-Transformationspfade entwickelt, bewertet und folgeabgeschätzt. Dabei werden die technischen Kosten-Potenzial-Kurven für das Angebot der oben genannten Produkte in allen MENA-Ländern analysiert; die Infrastrukturvoraussetzungen und Risikofaktoren und Verschneidung der technischen Potenziale zu risikobewerteten Potenzialen werden integriert. Ausgangs- und Umsetzungsbedingungen sowie Hemmnisse, treibende Kräfte und beteiligte Akteure in ausgewählten Ländern der MENA-Region werden ebenfalls analysiert. Die Marktmechanismen hinsichtlich des möglichen Handels mit den oben genannten Produkten zwischen den MENA-Ländern und Deutschland unter Berücksichtigung Interessen Dritter werden betrachtet. Ausgewählte politisch relevante gesamtwirtschaftliche sozio-ökonomische und umweltbezogene Auswirkungen (darunter Beschäftigungs- sowie energetische und emissionsbezogene Effekte) der verschiedenen aufgezeigten Produktions- und Importstrategien auf Deutschland und die MENA-Länder werden abgeschätzt und analysiert. Dazu werden konkrete Ansatzpunkte für das mittelfristige Erschließen von Potenzialen für deutsche Unternehmen in der MENA-Region identifiziert, um zusammen mit der deutschen Industrie Vorschläge für vielversprechende Demonstrationsprojekte zum Aufbau zukünftiger Geschäftsfelder zu entwickeln.
Das Ergebnis der Studie bilden verschiedene Pfade zur Versorgung Deutschlands (und der EU) mit synthetischen Kraftstoffen oder Zwischenprodukten sowie ihre zeitliche Einordnung. Die Projektpartner liefern somit Orientierungswissen für Vorhaben, die den MENA-Raum als Ressourcenlieferant für synthetische Kraftstoffe ins Auge fassen.
