Une source sans concurrence
Les synfuels, ces carburants synthétiques obtenus à partir de sources renouvelables, en font partie. Parmi eux, la production de biofuel – carburant issu de la biomasse – est la technologie la plus avancée. Récemment, la première usine de ce type a été inaugurée en Allemagne.
Le problème des synfuels? L’utilisation de la biomasse par les biofuels crée une rivalité avec l’industrie alimentaire. Quant aux e-fuels – carburants produits à l’aide d’électricité d’origine éolienne ou hydraulique –, ils réclament beaucoup d’électricité, ce qui entre en concurrence avec les autres secteurs où la consommation est en augmentation.
La production de synfuels nécessite en effet d’énormes quantités d’énergie, étant donné que ces carburants ne peuvent être élaborés qu’à très haute température. Alors, pourquoi ne pas utiliser la plus grande boule de feu qui se trouve à proximité de nous, à savoir le soleil? Aussitôt dit, aussitôt fait: la spin-off de l’EPFZ, au nom futuriste et poétique de Synhelion, a développé la technologie pour le faire.
Les anciens moteurs à combustion peuvent continuer à fonctionner
Le rayonnement solaire est capté par un champ de miroirs, puis réfléchi de manière concentrée sur un collecteur et porté à une température de plus de 1500 degrés Celsius. Un réacteur thermochimique sépare ainsi le CO2 et l’eau extraits de l’air en monoxyde de carbone et en hydrogène, et produit ce que l’on appelle un syngaz. Celui-ci est ensuite transformé en carburant dans le cadre d’un processus «Gas-to-liquids» standardisé – un Solar Fuel neutre en CO2.
L’ingéniosité du processus? Comme la composition chimique est identique à celle des carburants fossiles, le Solar Fuel peut sans problème être utilisé par les moteurs à combustion. Qu’il s’agisse de kérosène, d’essence, de diesel ou de méthanol, le «carburant solaire» peut s’adapter à toutes les exigences. Et puisque le Solar Fuel a, selon Synhelion, une densité énergétique plus élevée que les carburants fossiles ou les batteries, ses prix sont bas.
Synhelion considère l’industrie aéronautique comme son principal client, car les besoins sont très importants dans ce secteur et l’utilisation de batteries n’est pas réaliste, surtout sur les vols long-courriers. Cette société estime en outre que les acteurs évoluant dans les domaines de la navigation, du transport lourd et du transport privé compteront également parmi les acheteurs potentiels.
Cela dit, le Solar Fuel n’est pas encore produit en grande quantité. La construction de la première installation est prévue pour 2023. A partir de 2024, elle devrait produire 700 000 tonnes de synfuel par an, soit la moitié de la consommation annuelle de kérosène de la compagnie Swiss.
Konkurrenzlose Quelle
Sie liegt in den sogenannten Synfuels – synthetischen Treibstoffen, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden. Am weitesten vorangeschritten ist die Produktion von Biofuel – Treibstoff aus Biomasse. Kürzlich wurde in Deutschland die erste Biofuel-Produktionsstätte in Betrieb genommen.
Das Problem: Die Verwendung von Biomasse konkurrenziert mit der Lebensmittelindustrie. In einem Konkurrenzverhältnis stehen aber auch sogenannte E-Fuels – Treibstoffe, die mit Hilfe von Strom aus Wind- und Wasserkraft produziert werden. Denn der Strombedarf wächst auch anderswo.
Und für die Herstellung von Synfuels sind riesige Mengen an Energie nötig, denn die Treibstoffe lassen sich nur mit sehr hohen Temperaturen herstellen. Wieso also nicht den grössten Feuerball in unserer Nähe dafür nutzen – die Sonne? Gesagt, getan: Das ETH-Spin-off mit dem futuristisch-poetischen Namen Synhelion hat dazu die nötige Technologie entwickelt.
Alte Verbrennungsmotoren dürfen weiterlaufen
Die Sonneneinstrahlung wird dabei über ein Spiegelfeld eingefangen, gebündelt auf einen Kollektor reflektiert und auf eine Temperatur von über 1500 Grad Celsius gebracht. Ein thermochemischer Reaktor spaltet damit aus der Luft gewonnenes CO2 und Wasser in Kohlenmonoxid und Wasserstoff und erzeugt ein sogenanntes Syngas. Dieses wird anschliessend ein einem standardisierten Gas-to-Liquid-Prozess zu Treibstoff – zu einem CO2-neutralen Solar Fuel.
Die Genialität des Prozesses: Da die chemische Zusammensetzung gleich mit fossilen Treibstoffen ist, kann Solar Fuel ohne Weiteres in Verbrennungsmotoren genutzt werden. Egal ob Kerosin, Benzin, Diesel oder Methanol, der «Sonnentreibstoff» soll auf alle Anforderungen adaptierbar sein. Da Solar Fuel laut Synhelion eine höhere Energiedichte als fossile Treibstoffe oder auch Batterien hat, sind die Preise für den synthetischen Treibstoff tief.
Als Hauptabnehmer sieht Synhelion die Flugindustrie, weil hier der höchste Bedarf bestehe. Vor allem auf Langstreckenflügen ist der Einsatz von Batterien unrealistisch. Aber auch die Schiff-Fahrt sowie der Schwer- und Privatverkehr zählen zu den potenziellen Abnehmern.
Noch wird indessen kein Solar Fuel in grosser Menge produziert. Der Bau der ersten Anlage ist auf 2023 geplant, ab 2024 soll sie jährlich 700'000 Tonnen Synfuel herstellen – die Hälfte des Kerosinverbrauchs von Swiss pro Jahr.
