Norsk e-fuel: europäisches Konsortium für regenerativen Treibstoff

Ein europäisches Konsortium, Norsk e-Fuel AS, will in Norwegen aus Ökostrom, Wasser und CO₂ Kerosin herstellen, das von Flugzeugen getankt werden kann. Schon 2023 soll die Produktionsmenge bei 10 Millionen Liter regenerativem Treibstoff liegen. Eingesetzt werden Technologien aus Deutschland und der Schweiz.

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Vier Partner gründeten das auf die Produktion von Power-to-Liquid-Brennstoffen (PtL) abzielende Joint Venture Norsk e-Fuel AS:

• Sunfire, ein Startup-Unternehmen aus Dresden ist heute schon führender Anbieter von PtL-Technologie.
• Climeworks, ein Schweizer Startup-Unternehmen, das die ersten Großanlagen zur CO₂-Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture) entwickelt hat.
• Paul Wurth, ein international tätiger Anlagenbauer, der bisher vorrangig Projekte für die Eisen- und Stahlindustrie abwickelt.
• Valinor, eine grüne Investmentgesellschaft und außerdem Muttergesellschaft des größten privaten Windkraftentwicklers Norsk Vind in Norwegen. Denn schließlich soll der Strom für das Verfahren aus erneuerbaren Energien stammen.

Die Wahl fiel genau deshalb auf Norwegen. Dort steht Ökostrom in großem Umfang und vor allem günstig zur Verfügung. In Deutschland wäre ein Aufbau des Verfahrens im vergleichbaren industriellen Maßstab schon allein aus Gründen der Abgabe auf erneuerbaren Strom und der schwierigen regulatorischen Vorgaben zur Eigennutzung derzeit nicht darstellbar. Die im Juli 2020 verabschiedete Nationale Wasserstoffstrategie sieht zwar bis 2030 die Förderung solcher Großprojekte vor. Doch die rechtliche Ausformung für entsprechend günstige Rahmenbedingungen für eine zukunftssichere Nutzung lässt noch auf sich warten.

Norwegen ist aber noch aus anderen Gründen ein interessanter Standort. „Hier existiert bereits eine gute Infrastruktur, die politischen Rahmenbedingungen sind vorteilhaft und wir finden hier gut ausgebildete Fachleute und Ingenieure“, so Jana Balter vom Partnerunternehmen Climeworks.

Drei Phasen zur Industrialisierung

Die Pläne sind ehrgeizig, wenn man bedenkt, dass es bisher nur Versuche im Testmaßstab gibt – wenn auch mit Technologien von Sunfire und Climeworks, die bereits viele Jahre erprobt sind.

Die PtL-Anlagen sollen in drei Phasen industrialisiert werden. Phase 1, die bereits startete, demonstriert mit einer Pilotanlage bei Projektpartner Sunfire in Dresden die Einsetzbarkeit der Technologie. Hier wird auch die Verschaltung der verschiedenen Technologien getestet, etwa die Nutzung der Abwärme aus der Fischer-Tropsch-Synthese für die Hochtemperatur-Elektrolyse.

In Phase 2, für die Baustart 2021 sein soll, geht es um das Hochskalieren auf ein Volumen von 8.000 Tonnen oder 10 Millionen Liter Jahresproduktion. Ab 2023 soll im Industriepark Herøya, 150 Kilometer südwestlich vom Stammsitz des Unternehmens in Oslo, die Produktion starten. Zum Einsatz kommt ein spezielles Elektrolyseverfahren, die Co-Festoxid-Hochtemperaturelektrolyse (Co-SOEC), mit anschließender Synthetisierung. Zwei Jahre später sollen es in der dritten Phase bereits 100 Millionen Liter werden – eine exorbitante Steigerung.

Norsk e-Fuel holt bis zu 30 Prozent mehr Leistung aus der Anlage

Das Verfahren von Norsk e-Fuel zur Synthesegaserzeugung ist dank spezieller Elektrolysetechnologie und Abwärmenutzung vergleichsweise effizient. In dem Prozess wird aus Wasserdampf und Kohlendioxid aus der Umgebungsluft über die Co-Fest­oxid-Hochtemperaturelektrolyse ein Synthesegas erzeugt. Dieses Gas wird mittels Fischer-Tropsch-Synthese (FTS) zu einem synthetischen Rohöl verflüssigt und anschließend in der Raffinerie zu erneuerbaren Kraftstoffen weiterverarbeitet.

Die neuen Kraftstoffe können in der bestehenden Infrastruktur aus Logistik, Lagern und Tankstellen problemlos genutzt werden. Die einstufige Elektrolysetechnologie und der integrierte FTS-Prozess erhöhen die Leistung der Anlage laut Norsk e-Fuel deutlich. Aus einer gegebenen Menge an erneuerbarem Strom sollen 30 Prozent mehr synthetisches Rohöl gewonnen werden können. „Die verwendeten Anlagenkomponenten auch für diese Skalierung, etwa Kompressoren, sind Standard, sodass wir davon ausgehen, dass die Skalierung auf das zehnfache Produktionsvolumen gelingt“, erklärt Karl Hauptmeier, Geschäftsführer von Norsk e-Fuel.

Grafik: Norsk e-Fuel

CO₂ komplett aus der Luft

In der ersten Anlage werden etwa 20 bis 30 Prozent des CO₂ aus Direct Air Capture, also direkt aus der Umgebungsluft, stammen. Später wird dies auf 100 Prozent ausgeweitet. „Damit wird das Projekt flexibel und kann auch in abgelegeneren Teilen der Erde installiert werden, an denen bisher ungenutzte Mengen erneuerbarer Energien vorhanden sind“, sagt Jana Balter.

Derzeit laufen die ingenieurtechnischen Vorarbeiten. Sollte das Verfahren ein Erfolg werden, wären auch andere Standorte in Norwegen denkbar. Karl Hauptmeier nennt es einen großen Vorteil, dass die Anlagen relativ standortunabhängig seien. „Eine Nähe zu einer Raffinerie ist nicht so wichtig, da wir eine Fischer-Tropsch-Synthese in das Verfahren integriert haben, die das Synthesegas zu einem synthetischen Rohöl verflüssigt“, so Hauptmeier.

Das Rohöl wiederum ließe sich zu jeder Raffinerie mit der bekannten Logistik transportieren. Das erlaube auch die Nutzung des Verfahrens in Ländern wie Südafrika, Chile oder Saudi-Arabien, in denen erneuerbare Energien in ausreichendem Maße zur Verfügung stünden, aber keine Kunden, die sie abnehmen könnten. „Unsere große Vision ist es, erneuerbare Energien in Form eines chemischen Energiespeichers überall verfügbar zu machen“, so Hauptmeier. Und das ginge mit diesem Verfahren sehr gut.

Norsk e-fuel hofft auf die Politik

Hauptmeier nennt das Vorhaben „einen großen Schritt für die Wasserstoffwirtschaft“. Dafür würde eine Summe in Euro im oberen zweistelligen Millionenbereich investiert. Ein Teil davon werde wohl aus norwe­gischen Fördertöpfen kommen und von einigen institutionellen Anlegern. Das norwegische Projekt will Kerosin für die Luftfahrt erzeugen. Nach Angaben von Norsk e-Fuel liegen die Einsparpotenziale entsprechend einer Life-Cycle-Analyse bei 80 bis 90 Prozent CO₂ pro Liter gegenüber einem konventionellen Turbinentreibstoff. Airlines könnten so nachhaltigeres Fliegen ermöglichen.

Preislich wird sich das synthetische Kerosin in der zweiten Phase bei einer Jahresproduktion von 8.000 Tonnen bei deutlich unter 2,00 Euro pro Liter bewegen. Für die Zukunft beziffert Hauptmeier die Kosten auf 1,00 Euro bis 1,20 Euro. Damit wäre der Kraftstoff auch wegen der hohen Investitionskosten noch nicht marktfähig, weswegen die Projektpartner Investitionssicherheit und günstige Marktbedingungen benötigen – und diese in Norwegen auch vorfinden.

Zur breiten Markteinführung wünscht sich der Norsk-e-Fuel-Geschäftsführer verpflichtende Beimischquoten und eine differenzierte Betrachtung der Kraftstoffe durch die Politik. Denn die müssten zumindest am Anfang wegen der hohen Investitionskosten anders bewertet werden als konventionelle Kraftstoffe. „Sollte es auf EU-Ebene gelingen, Beimischungsquoten für synthetisches Kerosin festzulegen, wäre die Nachfrage natürlich gesichert“, so Hauptmeier. Ermutigend seien in diesem Kontext die jüngst verabschiedeten Wasserstoffstrategien Deutschlands sowie der EU-Kommission.

Quelle: raffiniert 3|2020