Fortschritte in der Solartreibstoffproduktion – ein Schritt in Richtung klimaneutrale Industrie

Die Suche nach klimaneutralen Alternativen zu fossilen Energieträgern hat einen weiteren technologischen Schritt erreicht: die industrielle Produktion von Solartreibstoffen auf Basis konzentrierter Sonnenenergie. Im Mittelpunkt dieser Entwicklung steht das Schweizer Cleantech-Unternehmen Synhelion, das eine Produktionsanlage zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus Sonnenenergie, Wasser und Kohlenstoffdioxid (CO₂) aufgebaut hat. Die Technologie gilt als möglicher Baustein für die Dekarbonisierung von Verkehrssektoren, die bislang nur schwer auf emissionsarme Lösungen umgestellt werden können.

Vom Sonnenlicht zum Treibstoff

Die von Synhelion entwickelte Technologie nutzt einen thermochemischen Prozess. Dabei wird konzentrierte Sonnenwärme eingesetzt, um Wasser und CO₂ in ein sogenanntes Synthesegas umzuwandeln. In einem Reaktor mit Temperaturen von über 1 500 Grad Celsius entstehen Wasserstoff (H₂) und Kohlenmonoxid (CO). Diese beiden Bestandteile dienen als Ausgangsstoffe für die anschliessende Herstellung flüssiger Kohlenwasserstoffe wie Kerosin, Diesel oder Benzin.

Der entscheidende Unterschied zu vielen anderen Verfahren liegt darin, dass die notwendige Prozesswärme direkt aus der konzentrierten Sonnenstrahlung stammt. Elektrische Energie oder fossile Brennstoffe werden dafür nicht benötigt. Die entstehenden synthetischen Kraftstoffe gelten als sogenannte Drop-in-Treibstoffe: Sie lassen sich grundsätzlich in bestehenden Verbrennungsmotoren, Flugzeugtriebwerken und der vorhandenen Infrastruktur einsetzen, ohne dass dafür neue Antriebssysteme erforderlich wären.

Erste industrielle Anlage

Im Juni 2024 wurde im nordrhein-westfälischen Jülich eine Anlage eingeweiht, die die gesamte Produktionskette im industriellen Massstab demonstriert. Die Anlage trägt den Namen „DAWN“ und verbindet die einzelnen Prozessschritte – von der Nutzung der Sonnenenergie bis zur Herstellung eines flüssigen Treibstoffs – in einer durchgehenden Produktionslinie.

Nach Angaben des Unternehmens produziert die Anlage seit ihrer Inbetriebnahme synthetische Kraftstoffe, die für praktische Anwendungen getestet werden. Die Funktionsfähigkeit der Treibstoffe wurde bereits in verschiedenen Demonstrationen gezeigt. So fuhr ein historischer Audi Sport quattro mit Solar-Benzin aus der Anlage, ohne dass am Motor technische Änderungen notwendig waren. Auch ein Dampfschiff der Schifffahrtsgesellschaft des Vierwaldstättersees wurde mit Solar-Diesel betankt, um die Einsatzmöglichkeiten im maritimen Bereich zu erproben.

Bedeutung für die Klimapolitik

Synthetische Treibstoffe aus erneuerbaren Energiequellen werden in der Forschung seit einigen Jahren als mögliche Ergänzung zu Elektrifizierung und Wasserstoff diskutiert. Besonders im Luftverkehr oder in der Schifffahrt gelten sie als potenziell wichtige Option, da dort elektrische Antriebe bislang nur begrenzt einsetzbar sind.

Studien zu nachhaltigen Flugkraftstoffen – sogenannten Sustainable Aviation Fuels (SAF) – kommen zu dem Ergebnis, dass sich die CO₂-Emissionen deutlich reduzieren lassen, wenn ihre Herstellung vollständig auf erneuerbarer Energie basiert.

Ein Technologiepapier von Synhelion beschreibt zudem Pläne zur Skalierung der Produktion. Demnach wird langfristig eine Produktionskapazität von etwa einer Million Tonnen Solartreibstoff pro Jahr angestrebt. Perspektivisch wird sogar ein deutlich höheres Volumen in Aussicht gestellt.

Offene Fragen und Herausforderungen

Trotz der technologischen Fortschritte stehen Solartreibstoffe noch vor erheblichen Hürden. Ein zentrales Problem bleibt die Wirtschaftlichkeit: Die Herstellungskosten liegen derzeit deutlich über denen fossiler Kraftstoffe. Für eine breite Markteinführung wären daher technologische Verbesserungen, grössere Produktionsanlagen und geeignete politische Rahmenbedingungen erforderlich.

Darüber hinaus spielt die Regulierung eine wichtige Rolle. Vorgaben für nachhaltige Treibstoffe, Förderprogramme oder verbindliche Beimischungsquoten könnten darüber entscheiden, wie schnell sich entsprechende Technologien im Energiesystem etablieren.

Industriepartnerschaften

Synhelion arbeitet nach eigenen Angaben mit verschiedenen Industriepartnern zusammen, darunter Unternehmen aus der Luftfahrtbranche wie Swiss International Air Lines und die Lufthansa Group. Ziel dieser Kooperationen ist es, die Produktion synthetischer Kraftstoffe schrittweise in bestehende Lieferketten zu integrieren.

Weitere Anlagen sind bereits in Planung. In Spanien soll in den kommenden Jahren eine grössere Produktionsanlage entstehen, die deutlich höhere Mengen an Solartreibstoffen liefern soll.

Ein technologischer Baustein der Energiewende

Die industrielle Herstellung von Solartreibstoffen zeigt, dass sich Sonnenenergie nicht nur zur Stromproduktion nutzen lässt, sondern auch als Grundlage für flüssige Energieträger dienen kann. Ob und in welchem Umfang solche Kraftstoffe künftig zur Reduktion globaler Emissionen beitragen, wird wesentlich davon abhängen, wie schnell sich Produktion, Infrastruktur und Kosten weiterentwickeln.

Fest steht jedoch: Die ersten industriellen Anlagen markieren einen wichtigen Schritt vom experimentellen Verfahren hin zu einer möglichen industriellen Anwendung.