Mit Klimawandel über uns droht eine große Umstellung auf umweltfreundlich nachhaltig Energiequellen. Nirgendwo ist dieser Bedarf so präsent wie in der treibstoffhungrigen Luftfahrt.
Jetzt neu Forschung von Wissenschaftlern des Lawrence Berkeley National Laboratory des Energieministeriums Berkeley Lab behauptet, dass pflanzliche Biostrahlkraftstoffe eine wettbewerbsfähige Alternative zu fossilen Brennstoffen darstellen könnten.
"Die Elektrifizierung der Luftfahrt mit Batterien oder Brennstoffzellen ist teilweise aufgrund der Gewichtsbeschränkungen für Flugzeuge eine Herausforderung, sodass flüssige Biokraftstoffe eine große Rolle bei der Reduzierung der Treibhausgasemissionen spielen können", sagte die leitende Autorin Corinne Scown, eine Forscherin inDer Bereich Energietechnologien von Berkeley Lab sowie das Joint BioEnergy Institute JBEI von DOE.
"Das Team von JBEI hat an biologischen Wegen zu fortschrittlichen Bio-Jet-Kraftstoffmischungen gearbeitet, die nicht nur aus pflanzlichen Zuckern gewonnen werden, sondern auch attraktive Eigenschaften aufweisen, die tatsächlich einen Vorteil gegenüber herkömmlichen Jet-Kraftstoffen bieten könnten."
Optimierung jeder Stufe
Die multidisziplinären Teams von JBEI arbeiten intensiv daran, jede Phase des Herstellungsprozesses von Biostrahlkraftstoff zu optimieren, von der Entwicklung idealer Quellanlagen bis hin zur Erzielung des höchstmöglichen Ertrags aus der Biokonversion. Scown und ihre Co-Autoren verwendeten ferner neuartige Analysemethoden, um zu beurteilen, obihr Ziel, pflanzliche Kraftstoffe gegenüber Erdölkraftstoffen wettbewerbsfähig zu machen, könnte erfolgreich sein.
"Wir hoffen, dass wir zu Beginn der Forschungsphase zumindest simulieren können, wie es unserer Meinung nach aussehen würde, wenn Sie diese Kraftstoffproduktionswege bis zur Reife entwickeln", sagte Scown.
"Wenn Sie sie auf den Ethanol-Benchmark bringen würden - die Technologie zur Herstellung von Ethanol aus Pflanzenmaterial wie Maisstielen, Blättern und Maiskolben gibt es schon lange, und wir können Zucker mit einem Wirkungsgrad von 90 Prozent fermentieren -Wie nahe würde uns dies dem Marktpreis für Erdölkraftstoffe bringen? Das ist jetzt wichtig zu wissen.
"Zum Glück ist die Antwort, dass sie realisierbar sein können. Und wir haben Verbesserungen identifiziert, die während des gesamten Konvertierungsprozesses erforderlich sind, um dies zu erreichen."
Erreichen eines Zielpreises
Die Bemühungen von JBEI haben gezeigt, dass die theoretischen Kosten für Biostrahlkraftstoff lediglich 16 USD pro Gallone erreichen. Dieselbe Gallone war bei der Gründung von JBEI exorbitante 300.000 USD. Dennoch gibt es noch einen weiten Weg als die Kosten für Standard-Düsentreibstoffist ungefähr $ 2,50 pro Gallone.
Die Forscher verwendeten Computersimulationen, um fünf Pfade mit der erforderlichen Technologie und den nachfolgenden Kosten für eine vergrößerte Produktion zu modellieren, die zur Erreichung dieses Zielpreises erforderlich sind. Sie stellten fest, dass alle fünf Pfade tatsächlich pflanzliche Kraftstoffe mit einer Rate von 2,50 USD pro Gallone erzeugen könnten.
"Die Entwicklung pflanzlicher Verbindungen, die einen Leistungsvorteil gegenüber ihren Gegenstücken auf Erdölbasis haben, ist ein wichtiger Faktor für die Bestimmung ihrer Marktfähigkeit", sagte Blake Simmons, Co-Autor und Chief Science and Technology Officer bei JBEI.
Die Studie wird in der Zeitschrift veröffentlicht Energie- und Umweltwissenschaften.