PowerFuel – Demonstration und Potenzialanalyse neuer Technologien zur Sektorkopplung für die Erzeugung von Synthesekraftstoff aus Kohlenstoffdioxid; Vorhaben: Systemmodellierung, technoökonomische Analyse und Gesamtbewertung

Abstract

Der Schlussbericht beschreibt die Forschung in Arbeitspaket AP7 "Technoökonomisch und ökologische Gesamtbewertung" mit besonderem Augenmerk auf die von Bauhaus Luftfahrt geleiteten Unterarbeitspakete. Die auf den Arbeiten basierenden Schlussfolgerungen werden im Folgenden kurz skizziert: CO2-Bereitstellung: Für frühe PtL-Pilotprojekte stehen CO2-Punktquellen mit ausreichender Kapazität zur Verfügung. Langfristig erfordert der Markthochlauf von PtL-Kraftstoffen Entwicklung und Markthochlauf von DAC als skalierbare Kohlenstoffquellen. Strom-Bereitstellung: Ein signifikanter Ausbau der erneuerbaren Stromerzeugung in Deutschland ist notwendig, um Kapazitäten für zukünftige PtX-Prozesse bereitzustellen. Auch Importquellen aus der EU und dem außereuropäischen Ausland sollten rechtzeitig erschlossen werden. Kosten: Die Ergebnisse der techno-ökonomischen Bewertung zeigen, dass PtL-Kerosin auch in naher Zukunft teurer sein wird als fossiles Kerosin. Größter Kostenpunkt ist die Stromerzeugung per PV/Windenergie. Eine PtL-Herstellung in Deutschland sollte sich auf windstarke Regionen konzentrieren. Ein Betrieb mit Überschussstrom aus dem Netz ist aktuell nicht sinnvoll, da die hohen Anschaffungskosten der PtL-Anlage keinen Betrieb mit geringer Jahresstundenzahl zulassen. Neben der Energiebereitstellung trägt die Syntheseeinheit einen erheblichen Teil zu den Anschaffungskosten bei. Weitere Forschungsförderung für lastflexible FT-, rWGS- und Cracking-Einheiten ist sinnvoll, um deren Kosten weiter zu senken. Ökologischer Nutzen: Die THG-Bilanz ist durch den Strombedarf der PtL-Anlage dominiert. Beim aktuellen deutschen Strommix liegen die THG-Emissionen weit jenseits von fossilem Kerosin. Eine Beschleunigung des Ausbaus erneuerbarer Energien ist daher empfohlen. Datei-Upload durch TIB This final report describes the research in work package AP7 on techno-economic and ecological assessment with particular attention to the sub-work packages led by Bauhaus Luftfahrt. The main conclusions are briefly outlined below: CO2 provision: CO2 point sources are available for early PtL projects. In the long term, the market ramp-up of PtL fuels requires the development of scalable carbon sources such as DAC. Electricity provision: A significant expansion of renewable electricity generation in Germany is necessary in order to provide capacities for future PtX processes. Furthermore, import from the EU and non-European countries plays an important role. Costs: The results of the techno-economic assessment show that PtL kerosene will continue to be more expensive than fossil kerosene in the near future. The largest cost item is electricity generation using PV/wind energy. PtL production in Germany should concentrate on regions with strong wind. Operating with surplus electricity from the grid does not make sense (under current conditions), as the high installation costs of the PtL systems does not allow for operation with a low number of annual hours. In addition to providing energy, the synthesis unit contributes a significant portion of the a costs. Further research on load-flexible FT, rWGS and hydrocracking & refining is required. Ecological benefit: The GHG balance is dominated by the electricity requirements of the PtL system. In the current German electricity mix, GHG emissions are far beyond those of fossil kerosene. An acceleration of the expansion of renewable energies is therefore recommended.