Am Paul Scherrer Institut in Villigen wird eine Alternative zu fossilem Kerosin unter Praxisbedingungen erprobt. Gemeinsam mit dem Zürcher Start-up Metafuels betreibt das Institut eine Testanlage, die synthetischen Flugtreibstoff herstellt. Ihr Zweck ist nicht die Versorgung des Luftverkehrs, sondern die Prüfung eines Verfahrens, das später in deutlich grösseren Anlagen eingesetzt werden könnte. Die Anlage liefert damit vor allem Daten darüber, wie sich die einzelnen Prozessschritte ausserhalb des Labors verbinden und betreiben lassen.
Kurz gesagt
- Am Paul Scherrer Institut in Villigen betreiben PSI und Metafuels eine Testanlage für synthetischen Flugtreibstoff.
- Die Anlage produziert derzeit bis zu 50 Liter Treibstoff pro Tag und soll Erfahrungen für grössere Produktionsstufen liefern.
- Das Verfahren nutzt Wasser, erneuerbaren Strom und Kohlendioxid aus nachhaltigen Quellen, zunächst für grünes Methanol und anschliessend für synthetisches Kerosin.
- Metafuels plant ab 2030 eine Produktionsanlage im Hafen von Rotterdam, deren angestrebte Mengen erst im Betrieb erreicht werden müssen.
Der Ansatz gehört zur Forschung an neuen Energietechnologien, bei der die Verfügbarkeit erneuerbarer Energie, industrielle Prozesse und die künftige Treibstoffversorgung der Luftfahrt zusammenkommen. Synthetische Kraftstoffe gelten als eine Möglichkeit, bestehende Flugzeuge und Triebwerke weiter zu nutzen. Ob daraus eine tragfähige Produktion in grossem Umfang wird, entscheidet sich jedoch nicht an einer einzelnen Versuchsanlage, sondern an der Skalierung, den Kosten und den verfügbaren Ausgangsstoffen.
Die Testanlage nimmt damit eine Zwischenrolle ein. Sie steht nach den Arbeiten im Labor, aber vor einer möglichen Produktion in industriellen Dimensionen. Gerade diese Phase ist für das Projekt entscheidend: Ein Verfahren muss nicht nur chemisch funktionieren, sondern sich auch unter laufenden Bedingungen kontrolliert betreiben lassen. Die Erfahrungen aus Villigen sollen zeigen, welche Anforderungen beim nächsten Schritt berücksichtigt werden müssen.
Von Wasser und Kohlendioxid zu Flugtreibstoff
Das Verfahren von PSI und Metafuels beginnt mit Wasser, erneuerbarem Strom und Kohlendioxid aus nachhaltigen Quellen. Mit Strom wird Wasserstoff erzeugt. Dieser wird mit Kohlendioxid zunächst zu grünem Methanol verarbeitet, aus dem anschliessend synthetisches Kerosin entsteht. Chemie.de beschreibt die Pilotanlage von PSI und Metafuels als nächsten Schritt nach der Entwicklung des katalytischen Prozesses im Labor.
Die Reihenfolge der Umwandlung ist für das Projekt zentral: Nicht direkt aus Erdöl gewonnenes Kerosin steht im Mittelpunkt, sondern ein Kraftstoff, dessen Ausgangsmaterialien aus anderen Quellen stammen. Wasser, Strom und Kohlendioxid bilden dabei die Grundlage für die Herstellung des grünen Methanols. Erst danach folgt die Umwandlung zum synthetischen Kerosin. Die Prozesskette verbindet somit mehrere technische Schritte, die in der Testanlage gemeinsam erprobt werden.
Nach Angaben der Projektpartner kann das synthetische Kerosin in bestehenden Flugzeugtypen und konventionellen Triebwerken eingesetzt werden. Grössere Anpassungen an Flughäfen oder Triebwerken wären demnach nicht erforderlich. Das unterscheidet diesen Weg von Antrieben, bei denen Flugzeuge, Tanksysteme oder die Infrastruktur umfassend verändert werden müssten. Für den möglichen Einsatz ist diese Kompatibilität ein relevanter Punkt, weil sie vorhandene technische Systeme einbezieht.
Diese Kompatibilität sagt allerdings noch nichts über die Menge aus, die verfügbar sein kann. Gerade für die Luftfahrt ist das ein entscheidender Unterschied. Ein Treibstoff kann technisch nutzbar sein, ohne bereits in ausreichender Menge und zu tragfähigen Kosten bereitgestellt zu werden. Die Anlage in Villigen soll deshalb nicht als fertige industrielle Lösung verstanden werden, sondern als Testfeld für den Übergang aus der Forschung in grössere technische Systeme.
50 Liter pro Tag als Prüfstein für die Skalierung
Die Testanlage am PSI kann derzeit pro Tag 50 Liter synthetischen Flugtreibstoff herstellen. Diese Menge reicht nicht für einen breiten Einsatz im Flugverkehr, sie erlaubt aber, den Prozess im laufenden Betrieb zu untersuchen. Laut SRF zur Anlage am Paul Scherrer Institut soll sie Erfahrungen für die Grossproduktion liefern, nachdem sich die Forschung zuvor auf das Labor konzentriert hatte.
Die tägliche Menge verdeutlicht den Charakter der Anlage. Sie dient der Erprobung, nicht der Versorgung von Fluggesellschaften. Entscheidend ist daher nicht allein, wie viel Treibstoff in Villigen entsteht. Ebenso wichtig ist, wie sich die Herstellung unter diesen Bedingungen beobachten lässt und welche Erkenntnisse sich daraus für grössere Einheiten ergeben. Die Anlage soll die industrielle Übertragbarkeit des Verfahrens prüfen, nicht nur dessen grundsätzliche chemische Funktionsfähigkeit.
Der Sprung zu kommerziellen Dimensionen ist erheblich. Metafuels plant im Hafen von Rotterdam eine Anlage, die ab 2030 täglich zehn Tonnen nachhaltigen Treibstoff herstellen soll. Später sind 100 Tonnen pro Tag vorgesehen. Diese Werte sind Ziele des Vorhabens, keine bereits nachgewiesenen Produktionsleistungen. Ob die Technologie die angestrebte Leistung im grossen Massstab erreicht, soll sich erst im Betrieb zeigen.
Der Vergleich macht die Aufgabe sichtbar: Von 50 Litern täglich zu 100 Tonnen täglich führt kein bloss linearer Weg. Mit wachsender Anlage verändern sich Anforderungen an Energieversorgung, Stoffströme, Prozessführung und den zuverlässigen Betrieb. Für die Planung einer grösseren Produktion müssen diese Bereiche zusammenpassen. Die Testanlage soll genau für solche Fragen Erkenntnisse liefern und damit die Grundlage für den nächsten Schritt schaffen.
Kosten und Nachfrage bleiben offene Faktoren
Neben der technischen Skalierung entscheidet der Preis über die Rolle synthetischer Treibstoffe. Nachhaltiger Flugtreibstoff kostet laut SRF derzeit etwa vier- bis fünfmal so viel wie herkömmliches Kerosin. Dieser Abstand erschwert Investitionen und den Aufbau einer verlässlichen Nachfrage. Solange Treibstoff teuer und knapp ist, bleiben grosse Abnahmemengen für Fluggesellschaften wirtschaftlich anspruchsvoll. Ohne langfristige Nachfrage wiederum ist der Bau grosser Produktionsanlagen mit Risiken verbunden.
Regulatorische Vorgaben sollen diese Lücke teilweise überbrücken. SRF berichtet, dass die EU verbindliche Beimischungsquoten für nachhaltige Flugtreibstoffe festgelegt hat und die Schweiz diese Vorgaben übernimmt. Solche Quoten verändern die Produktionskapazität nicht unmittelbar. Sie schaffen aber einen Rahmen, in dem Fluggesellschaften Treibstoffmengen einkaufen müssen und Projektentwickler ihre Investitionen auf eine planbarere Nachfrage stützen können.
Die Klimawirkung hängt zudem von den Bedingungen der Herstellung ab. Chemie.de nennt für die Technologie ein mögliches Einsparpotenzial von 80 bis 95 Prozent bei den lebenszyklusbezogenen Kohlenstoffemissionen, abhängig vom Produktionsstandort. Das ist kein pauschales Ergebnis für jede Anlage. Insbesondere die Herkunft von Strom und Kohlendioxid bleibt für die Bewertung des Verfahrens relevant. Die mögliche Wirkung muss deshalb mit den jeweiligen Voraussetzungen der Produktion betrachtet werden.
Die PSI-Anlage beantwortet daher eine eng umrissene, aber wichtige Frage: Lässt sich der entwickelte Prozess so betreiben, dass der nächste industrielle Schritt belastbar geplant werden kann? Für eine Kerosin-Alternative sind technische Kompatibilität und chemische Herstellung nur ein Teil der Aufgabe. Erst wenn Produktion, Kosten und Versorgung mit erneuerbaren Ressourcen zusammenpassen, kann aus den Erkenntnissen der Testanlage ein Beitrag zur breiteren Treibstoffversorgung werden.
Titelbild. Quelle: Ideogram. Urheber: Ideogram. Lizenz: Ideogram API Terms.
