Solarinseln zur Kraftstoffversorgung
Die Forscher wollen mit der Arbeit zeigen wie Kohlendioxid mit Hilfe der Solarenergie „recycelt“ und zu einem flüssigen Kraftstoff verwandelt werden kann. Wie die Wissenschaftler der ETH Zürich, der Schweizer Institute PSI und Empa sowie der Universitäten Zürich, Bern und der Norwegischen Universität für Forschung und Technologie in einem Artikel für die Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ schreiben, besteht das Konzept aus Clustern von maritimen schwimmenden Inseln. Dort sind Photovoltaikzellen installiert, die Sonnenlicht in elektrische Energie umwandeln, um Wasserstoff zu erzeugen und Kohlendioxid (CO2) aus Meerwasser zu gewinnen. Diese Gase werden zu dem Energieträger Methanol umgesetzt.
Wie das Empa mitteilte, zeigt die Studie, dass solare Methanol-Inseln langfristig genügend Treibstoff produzieren könnten, um die gesamte Mobilität CO2-neutral zu gestalten – weltweit. Für Methanol spricht nach Ansicht der Forscher, dass es nicht nur als Treibstoff eingesetzt werden könne, sondern auch zur Herstellung weiterer chemischer Produkte, etwa Vorprodukte für die Polymerherstellung.
Die dafür benötigte Anlagenfläche für eine weltweite Versorgung von Treibstoff wäre gewaltig, räumt das Empa ein. „Eine Fläche von rund 170.000 km2 wäre nötig, um den jährlichen Bedarf für den globalen Güterverkehr zu produzieren“, sagt Andreas Borgschulte von der Empa-Abteilung „Advanced Analytical Technologies“. Das liesse sich am ehesten durch Solaranlagen auf dem Meer realisieren; bislang ungenutzte Fläche, die niemandem gehört. Auch auf dem Meer kann man das CO2 aus der Luft gewinnen; eine attraktive – und erst noch naheliegende – Alternative wäre aber, die rund 125-mal höhere CO2-Konzentration des Meerwassers für die „Kohlendioxidernte“ auszunutzen.
Eine solche "Methanol-Insel" hat jedoch ihren Preis: Rund 90 Millionen US-Dollar würde der Bau einer solchen Chemiefabrik auf dem Ozean kosten. Diese bestünde aus rund 70 Photovoltaikinseln mit einem Durchmesser von rund 100 m2 und einem Schiff mit den Elektrolyse- und Syntheseanlagen. Insgesamt ergäbe dies eine Fläche von rund 550.000 m2. Doch ein einzelner Cluster genüge bei weitem nicht, um eine Null-Bilanz von CO2 zu erreichen.
Insgesamt 170.000 solcher Inseln wären nötig, um so viel CO2 zu recyceln, wie zurzeit ausgestoßen wird. Dies sei zwar ein utopisches Ziel, aber eines, das sich zu verfolgen lohne. „Grosse Ideen sind notwendig – Bullerbü-Lösungen versorgen nur Bullerbü, aber nicht den Rest der Welt“, so Borgschulte.
11.6.2019 | Quelle: Empa, PNAS – pre | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
