Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)

KEROGREEN: Production of sustainable aircraft grade kerosene from water and air powered by renewable electricity, through the splitting of CO2, syngas formation and Fischer-Tropsch synthesis – Work Package 6: Sustainability Assessment

  • Projektteam:

    Patyk, Andreas (Projektleitung); Manuel Andresh, Jana Späthe, Lukas Lazar

  • Förderung:

    EU

  • Starttermin:

    2018

  • Endtermin:

    2022

  • Projektpartner:

    DIFFER – Dutch Institute for Fundamental Energy Research (Koordination; NL); IMVT und FOR, Karlsruher Institut für Technologie (DE); VITO – Vlaamse Instelling voor Technologisch Onderzoek NV (BE); CerPoTech – Ceramic Powder Technology AS (NO); HyGear – HyGear Technology and Services B.V. (NL); INERATEC – Innovative Chemical Reactor Technologies GmbH (DE)

  • Forschungsgruppe:

    Forschung für nachhaltige Energietechnologien

Projektbeschreibung

KEROGREEN bildet mit P2X-2 und zwei weiteren Projekten (PRODIGY und CO2SimO) eine Gruppe von Projekten, die paarweise betrachtet jeweils sehr ähnliche Technologien zum F&E-Gegenstand haben und in allen Kombinationen – zumindest theoretisch – miteinander konkurrieren. Die Technologien haben damit praktisch identische technologie-, energie- und umweltpolitische Hintergründe und werden aufgrund identischer Fragestellungen mit identischen Methoden bearbeitet. Für nähere Informationen verweisen wir auf P2X-2.

Das gängige Power-to-X-Konzept ist ein Verfahren zur chemischen Speicherung von Strom mittels Elektrolyse von Wasser oder Wasser/CO2-Gemischen (Produkte: H2, Synthesegas, auch C2+-Verbindungen). Daran schließen sich Synthesereaktionen wie die Fischer-Tropsch-Reaktion oder die Methanisierung an. In KEROGREEN wird das Synthesegas zu FT-Kerosin umgewandelt. Die Erzeugung des Synthesegases erfolgt allerdings auf eine unkonventionelle Art. Das CO2 wird nicht elektrolytisch sondern durch Plasmolyse gespalten. Ein wesentlicher technischer Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung bzw. Identifikation optimaler Materialien für die Plasmaelektroden und für die Membranen zur Trennung des bei der Plasmolyse entstehenden Gemischs aus CO2, CO und O2. Der Wasserstoff wird durch eine Wassergas-Shift-Reaktion mit einem Teil des CO gewonnen; das CO2 wird zur Plasmolyse zurückgeführt.

Das Ziel des Arbeitspakets des ITAS besteht darin, den Projektpartnern die systemanalytischen Informationen zu liefern, die für die effizienz- und nachhaltigkeitsoptimierte Umsetzung des KEROGREEN-Konzepts notwendig sind. Technischer Schwerpunkt der Arbeiten des ITAS sind modulare Anlagen zur dezentralen Herstellung von Fischer-Tropsch-Kerosin. Inhaltlicher Schwerpunkt ist die Bewertung der Umwelteigenschaften und Kosten mit lebenszyklusbasierten Methoden (LCA, LCC). Die Analysen erfolgen F&E-integriert in enger Kooperation mit den technischen Partnern. Forschungsfragen sind

  • die Positionierung der zu entwickelnden Technologie relativ zu einer fossilen Referenz und zu innovativen Konkurrenzkonzepten zur Definition von Mindestanforderungen an KEROGREEN und
  • die Identifikation von Schwachstellen zur Optimierung des Konzepts und Erreichung der Zielvorgaben.

Die gesellschaftliche Dimension wird anhand der Akzeptanz des KEROGREEN-Konzepts und seiner Konkurrenten erfasst. Die Daten- und Methodengrundlage bilden die Kosten- und Umweltbewertung des KEROGREEN-Konzepts und die in P2X-2 von IZES durchgeführten Akzeptanzanalysen.

Die LCA- und LCC-Ergebnisse werden zu Indikatoren wie z. B. Treibhausgasminderungskosten aggregiert. Alle drei Dimensionen werden zusammenfassend diskutiert.

Kontakt

Dr. Andreas Patyk
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-24606
E-Mail