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News04. Oktober 2021Siemens AGBremen

Hintergrundpapier für die Medien

Grünes Flugbenzin, vollautomatisch produziert

Berliner Klimaschutzorganisation atmosfair nimmt Pilotanlage zur vollautomatischen Produktion von klimaneutralem E- Kerosin in Werlte (Emsland) in Betrieb
Siemens lieferte komplette Prozessautomation, Mittel- und Niederspannungsschalttechnik
Wegweisende Technologie leistet wichtigen Beitrag zum Klimaschutz in der Luftfahrt

Die in Berlin ansässige Nicht-Regierungsorganisation atmosfair wird ab Ende 2021 erstmals selbst produzierten synthetischen und CO2-neutralen Flugzeug-Treibstoff (Kerosin, Jet A1) auf den Markt bringen. Das wichtigste Vorprodukt für den neuen E-Kraftstoff – synthetisches Mineralöl - wird mittels Fischer-Tropsch-Synthese in einer jetzt in Betrieb gegangenen eigenen Power-to-Liquid-Pilotanlage (P2L) im Emsländischen Werlte hergestellt. Die Weiterverar-beitung zu Flugbenzin erfolgt in einer konventionellen Raffinerie. Die Anlage hat eine Produktionskapazität von 350 Tonnen synthetischem Rohöl pro Jahr und wird deutsche Fluggesellschaften erstmals auf kommerzieller Basis mit „grünem“ E-Kerosin versorgen.
Es ist nach Angaben von atmosfair die erste Anlage weltweit, die synthetisches Rohöl für E-Kerosin herstellt, das von der ASTM für die kommerzielle Luftfahrt zugelassen ist. Der Regelbetrieb in Werlte wird im ersten Halbjahr 2022 angestrebt.

Die technischen Komponenten sowie die zugehörige Ingenieursleistung in der Zusammen-setzung aller Komponenten zu einer Produktionsanlage kommen fast ausschließlich aus Deutschland. Die Sparte Digital Industries der Siemens AG sorgt dabei für die komplette Prozessautomation der Anlage, die Schwestergesellschaft Siemens Energy AG lieferte mit einem Elektrolyseur vom Typ SILYZER einen wichtigen Baustein in der chemischen Prozesskette.

Ein Team von Prozessautomations- und Digitalisierungs-Experten der Siemens Niederlassung Bremen hat das übergeordnete Automatisierungssystem der Power-to-Liquid-Anlage (PtL) konzipiert, die unterschiedlichsten technologischen Einheiten vernetzt und verfahrenstechnisch zusammengeführt. Die P2L-Anlage ist komplett mit Automatisierungs- und Digitalisierungslösungen von Siemens bestückt und kann dadurch nahezu vollautomatisch betrieben werden.

Das Rückgrat der technischen Lösung bildet das Automatisierungssystem Simatic TIA, das den gesamten Anlagenprozess als "Schaltzentrale" übergeordnet und fehlersicher steuert – in diesem Fall einem SCADA System mit S7-1500 und WinCC.
Eine Nieder- und Mittelspannungsversorgung sowie eine umfangreiche Sensorik mit Sitrans Prozessinstrumenten - ebenfalls aus dem Hause Siemens - gehören dazu. Darüber hinaus haben die Experten der Siemens Digital Industries aus Bremen auch die Netzwerktechnik in der Anlage installiert, einschließlich des Visualisierungs-/ Engineeringsystems sowie Sicherheitsmaßnahmen wie eine Firewall Scalance S zum Schutz vor unbefugtem Zugriff. Zudem besteht künftig die Möglichkeit mit zusätzlichen cloudbasierten Datenanalysen den Betrieb und die Effizienz der Anlage weiter zu erhöhen. Auch der von der Siemens Energy AG gelieferte Elektrolyseur vom Typ Silyzer wird mit Siemens-Digitalisierungstechnik, in diesem Fall vom Prozessleitsystem PCS 7, gesteuert.

Eigentümerin und Betreiberin der Anlage ist die 2019 gegründete Solarbelt gGmbH, eine gemeinnützige Schwesterfirma der atmosfair gGmbH. Die Gesellschaft ist eine gemeinnützige Klimaschutzorganisation mit Sitz in Berlin, entstanden aus einem Forschungsprojekt des Bundesumweltministeriums und einer Gemeinschaftsinitiative des Reiseveranstalterverbandes forum anders reisen und der Umwelt- und Entwicklungsorganisation Germanwatch im Jahr 2004. atmosfair entwickelt und betreibt nach eigenen Angaben Klimaschutzprojekte durch den Ausbau von Erneuerbarer Energie und Energieeffizienztechnologien, berät und begleitet Unternehmen und Institutionen auf dem Transformationsweg zum dekarbonisierten Wirtschaften und bietet umweltbewussten Menschen die Möglichkeit, unvermeidbare CO₂-Emissionen im globalen Süden zu kompensieren.

So entsteht E-Kerosin

Die Power-to-Liquid-Pilotanlage (P2L) produziert aus den Ausgangsstoffen CO2 und Wasserstoff zunächst über eine sogenannte Reverse Water Gas Shift Reaction (RWGS) ein Synthesegas und nachfolgend per Fischer-Tropsch-Verfahren synthetisches Rohöl (SynCrude). Dieses synthetische Rohöl liefert atmosfair weiter an eine Raffinerie, die das synthetische Rohöl zu Flugbenzin der Sorte „Jet A1“ (Kerosin) verarbeitet. Dieser E-Kraftstoff ist nach ASTM Standards für alle Jettriebwerke der kommerziellen Luftfahrt zugelassen und wird von der Raffinerie dann regulär in Verkehr gebracht, d.h. an Flughäfen bzw. Fluggesellschaften geliefert. Da das CO2, das bei der Verbrennung des synthetischen Kerosins in Flugzeug-triebwerken wieder frei wird, vorher aus einer biogenen Quelle, nämlich aus der benachbarten Biogasanlage in Werlte und einem sogenannten direct air capture, gewonnen wurde, ist der Gesamtprozess CO2-neutral. Der für das Synthese-Verfahren benötigte Wasserstoff wird in der Werlter Pilotanlage mittels Elektrolyse aus Wasser und elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen – überwiegend Windstrom – erzeugt.