www.wikidata.de-de.nina.az
Als XtL Kraftstoffe auch Fischer Tropsch Kraftstoffe werden verschiedene synthetische Kraftstoffe bezeichnet bei denen es zur Umwandlung eines festen oder gasformigen Energietragers in einen bei normaler Temperatur und Druck flussigen kohlenstoffhaltigen Kraftstoff kommt Dabei stellt das X eine Variable dar und wird durch eine Abkurzung des ursprunglichen Energietragers ausgetauscht wahrend tL fur das englische to Liquid steht Gebrauchlich sind dabei die Abkurzungen GtL Gas to Liquid bei der Verwendung von Erdgas bzw Biogas BtL Biomass to Liquid bei der Verwendung von Biomasse und CtL Coal to Liquid bei der Verwendung von Kohle als Ausgangs Energietrager Inhaltsverzeichnis 1 XtL Prozess 2 Geschichte 3 Bewertung und Produktion von XtL Kraftstoffen 3 1 CtL 3 2 GtL 3 3 BtL 3 4 PtL 4 Siehe auch 5 Literatur 6 EinzelnachweiseXtL Prozess BearbeitenUnabhangig vom ursprunglichen Energietrager besteht der XtL Prozess bei allen Formen von XtL Kraftstoffen aus vier Phasen Vergasung Der ursprungliche Energietrager wird zu einem verwertbaren Synthesegas umgewandelt Gasreinigung und Gaskonditionierung Aufbereitung des Synthesegases fur die nachfolgende Synthese Kohlenwasserstoffsynthese Synthese des Gases in einer Fischer Tropsch Synthese zu komplexeren Kohlenwasserstoffen die als Kraftstoffrohprodukte dienen Dabei entstehen Paraffine Oleofine und Sauerstoffverbindungen Die Kettenlange der meist geradlinigen Kohlenwasserstoffe reicht vom gasformigen Methan ein Kohlenstoffatom bis zu festen Wachsen 20 und mehr Kohlenstoffatome 1 Aufbereitung Die Kohlenwasserstoffe werden zum fertigen Kraftstoff aufbereitet wobei sie als synthetische Kraftstoffe den spateren Anspruchen angepasst werden konnen Geschichte BearbeitenIm Zuge der deutschen Autarkiebestrebungen die ihre Ursprunge in der Weimarer Republik hatten nahm im Jahr 1925 die I G Farben die Forschung auf durch Kohleverflussigung in grosstechnischem Stil synthetische Kraftstoffe zu gewinnen Schon 1926 brachte das Unternehmen in seinem Werk Leuna den ersten Grossversuch im industriellen Massstab hinter sich und ging am 1 April 1927 mit einem Durchsatz von 100 000 Jahrestonnen in Produktion 2 Insgesamt entstanden im deutschen Einflussbereich zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe bis 1943 insgesamt 23 Hydrierwerke Davon kam in 14 Anlagen die direkte Hydrierung nach dem Bergius Pier Verfahren und in neun Werken die indirekte Hydrierung nach dem Fischer Tropsch Verfahren zur Anwendung 3 Die Anlagen die im Bergius Pier Verfahren produzierten hatten eine Kapazitat von 4 275 Mio Jahrestonnen und die Fischer Tropsch Anlagen zusammen 1 55 Mio Jahrestonnen Allerdings handelte es sich bei diesen Mengenangaben nicht nur um synthetische Kraftstoffe da alle Werke unter anderem auch synthetische Schmierole Brenn und Treibgase PVC Kunststoffe Paraffine und Kunstgummi herstellten Nach dem Zweiten Weltkrieg wurde in Westdeutschland die Produktion synthetischer Kraftstoffe in Hydrierwerken von den Westalliierten verboten 4 Die DDR mit ihren reichen Braunkohlevorkommen und Erdolmangel entwickelte hingegen beide Verfahren weiter und setzte die Produktion in Werken wie Espenhain Bohlen Zeitz und Schwarzheide fort die letzte Anlage wurde 1990 in Zeitz abgeschaltet 5 Unter der Bezeichnung Coal to Liquid kurz CtL entwickelten nach dem Zweiten Weltkrieg auch Unternehmen in den USA und besonders in Sudafrika die Fischer Tropsch Synthese weiter Im Jahr 1950 erfolgte die Grundung der Suid Afrikaanse Steenkool Olie en Gasmaatskappy Sasol die unter Beteiligung der deutschen Lurgi AG in Sasolburg eine Pilotanlage Sasol 1 fur etwa 6 000 barrel Kraftstoff pro Tag entsprechen 300 000 Jahrestonnen aufbaute Das Werk nahm 1954 die Produktion auf und hat sich langst amortisiert Ab 1980 weitete Sudafrika die Kapazitaten deutlich aus 1980 ging Sasol II und 1982 Sasol III in Betrieb Damit stand eine Gesamtkapazitat von 104 000 barrel Tag entsprechen 5 2 Mio Jahrestonnen zur Verfugung Mit der politischen Offnung wurde das Programm auf Erdgas als Rohstoffquelle ausgedehnt und 1995 sowie 1998 weitere Produktionskapazitaten von 124 000 barrel Tag entsprechen 6 2 Mio Jahrestonnen CtL und GtL Kraftstoff geschaffen Mit dem Programm 973 begann ab 1997 auch die Volksrepublik China XtL Anlagen zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe zu bauen Mit staatlicher Beteiligung wurde das Unternehmen China Shenhua Energy gegrundet das seit 2010 in der Inneren Mongolei erfolgreich eine Bergius Pier Anlage mit einer Kapazitat von jahrlich 1 1 Million Tonnen entspricht 6 9 Millionen barrel betreibt Weitere CtL Werke entstanden in den Provinzen Ningxia und Shaanxi die mit der Technologie der sudafrikanischen Firma Sasol arbeiten 6 7 Infolge stark schwankender Erdolpreise gewinnt die Kohleverflussigung seit Beginn des 21 Jahrhunderts weltweit wieder an Bedeutung Moderne XtL Anlagen mit CO2 Abscheidung und Speicherung entstehen seit 2010 vor allem im asiatisch pazifischen Raum Federfuhrend ist hierbei zwischenzeitlich die Volksrepublik China Aber auch andere Lander wie die USA Kanada Indien Indonesien Malaysia und Australien nutzen entsprechend verfugbare Potentiale 8 Bewertung und Produktion von XtL Kraftstoffen BearbeitenEin Vorteil aller XtL Kraftstofftypen ist die Senkung der Abhangigkeit vom Erdol Haufig wird betont dass die Kraftstoffeigenschaften bei der Synthese gezielt gesteuert werden konnen und dadurch eine geringfugig hohere Effizienz der Fahrzeugmotoren moglich ist Dem gegenuber steht ein sehr hoher Energieaufwand bei den Vergasungs und Synthese Schritten XtL Kraftstoffe enthalten keine cyclischen Verbindungen und keinen Schwefel weshalb die Verbrennung sauberer als bei Kraftstoffen auf Erdolbasis ist Da fur die verschiedenen XtL Kraftstoffe sehr unterschiedliche Rohstoffe verwendet werden sind ihre jeweiligen Vor und Nachteile unterschiedlich zu bewerten CtL Bearbeiten In den nachsten Jahrzehnten wird das globale Olfordermaximum erwartet Weil die Kohlevorrate deutlich grosser als Erdol sind konnten CtL Kraftstoffe zukunftig die Versorgung mit Kraftstoffen sichern Die CO2 Bilanz der CtL Synthese war in der Vergangenheit sehr schlecht da Kohle von Natur aus wenig Wasserstoff enthalt Fur die Fischer Tropsch Synthese benotigt das Synthesegas jedoch ein Wasserstoff zu Kohlenstoffmonoxid Verhaltnis von 2 1 Der fehlende elementare Wasserstoff wird erzeugt durch die Wassergas Shift Reaktion Dabei setzten fruhere Anlagen viel Kohlendioxid frei Die Klimabilanz war daher schlechter als bei GtL BtL und konventionellen Kraftstoffen auf Erdolbasis Es wurden jedoch neue Technologien entwickelt wie die Kohlendioxid Sequestrierung welche den CO2 Ausstoss immens senken konnen Ein weiteres Verfahren ist die Zufuhrung von regenerativ erzeugtem Wasserstoff zum Synthesegas Diese Methode wird auch unter dem Stichwort Power to Liquid praktiziert Regenerativ erzeugter Strom bzw Wasserstoff ist jedoch teuer GtL Bearbeiten Als Weltmarktfuhrer in den XtL Technologien gilt noch die sudafrikanische Sasol Limited die unter anderem 2006 ein modernes GtL Werk in Katar mit einer Kapazitat von 34 000 barrel Tag baute China Sasol Co Limited baute in Nanjing und in Jiangsu Fischer Tropsch Anlagen mit einer Kapazitat von jeweils 80 000 barrel Tag ca 12 720 m3 Tag auf die GtL Ottokraftstoffe Dieselkraftstoffe Alkene und Wachse liefern Zwischenzeitlich gibt es in China weitere XtL Akteure zum Beispiel Yitai Coal Oil Manufacturing Co Ltd Jincheng Anthracite Mining Co Ltd oder Shanxi Lu an Co Ltd 9 Im Jahr 1993 nahm auch der Mineralolkonzern Royal Dutch Shell seine erste GtL Anlage in Betrieb Die Anlage in Bintulu in Malaysia hat eine Kapazitat von 12 000 barrel Tag und wird in einem eigens entwickelten Fischer Tropsch Verfahren der Shell Middle Distillate Synthesis SMDS Verfahren betrieben Katar errichtete in einem Konsortium mit Shell und Qatar Petroleum die weltweit grosste GTL Anlage Das Werk kostete 18 Milliarden Dollar und ging 2009 in Produktion Taglich werden hier bis zu 1 6 Milliarden Kubikfuss Bohrlochgas aus 22 Offshore Bohrungen in 260 000 Barrel Gas to Liquids umgewandelt 10 Unter anderem fliegt Qatar Airways bereits seit 2009 mit dem umweltfreundlichen weitgehend CO2 neutralen GtL Kerosin 11 BtL Bearbeiten Im Zuge einer angestrebten Rohstoffwende ruckten in den letzten Jahren vor allem Biokraftstoffe in den Fokus der Kraftstoffherstellung Dabei wurden international grosse Kapazitaten fur die so genannten Biokraftstoffe der ersten Generation Biodiesel und Bioethanol aufgebaut Mit der weiteren Entwicklung ruckte auch die Fischer Tropsch Synthese zunehmend in den Fokus der Forschung und Entwicklung BtL Kraftstoffe wurden als Biokraftstoffe der zweiten Generation vor allem in Europa stark gefordert Allerdings gibt es insbesondere in Deutschland keine grossindustrielle BtL Produktion Pilotprojekte liefen von Choren Industries die in Freiberg Sachsen fur den von dem Unternehmen als SunFuel und SunDiesel bezeichneten BtL Kraftstoff aufgebaut hatten dann aber Insolvenz anmelden mussten Fortschritte bei der Entwicklung grosstechnischer BtL Anlagen konnten hingegen im asiatisch pazifischen Raum erzielt werden Die CO2 Bilanz von BtL ist besser als bei fossilen Kraftstoffen da bei der BtL Verbrennung nur die CO2 Menge freigesetzt wird die zuvor von der Pflanze aufgenommen wurde Kritisiert wird der notwendige Bedarf grosser Flachen um einen nennenswerten Beitrag zur Kraftstoffversorgung zu leisten Fur Deutschland werden maximale Potentiale von 20 bis 25 des Bedarfs angegeben Diese Werte sind jedoch als deutlich zu hoch anzusehen da andere Nutzungsmoglichkeiten der landwirtschaftlichen Flache wie beispielsweise Nahrungs und Futtermittelerzeugung Substratbereitstellung von Biogasanlagen und Anbau nachwachsender Rohstoffe fur die chemische Industrie um diese Flachen konkurrieren Im Zuge des Klimaschutzes ist vorgesehen den Anteil von Biokraftstoffen in Deutschland durch Erhohung bestehender Mindestquoten deutlich zu erhohen Ein weiterer Kritikpunkt ist dass die Kosten pro eingesparter Tonne CO2 Aquivalent bei den Biokraftstoffen hoher sind als beispielsweise bei Energieeffizienzmassnahmen oder regenerativen Energien wie Strom aus Wind und Wasserkraft und Biomasseheizkraftwerken PtL Bearbeiten PtL Power to Liquid oder auch Power to Liquids ist ein Verfahren zur Umwandlung von CO2 mittels elektrischer oder chemischer Energie in verschiedene synthetische Kraftstoffe wie etwa Benzin Diesel Kerosin und Methanol Siehe auch BearbeitenAlternative Kraftstoffe MethanolwirtschaftLiteratur BearbeitenGeorg Schaub und Dominik Unruh Synthetische Kohlenwasserstoff Kraftstoffe und Minderung fossiler CO2 Emissione In VDI Berichte 1704 Innovative Fahrzeugantriebe VDI Verlag 2002 Dusseldorf Prinzip der XtL Erzeugung Unterschiede zwischen CtL GtL und BtL Erzeugung Einschatzungen der CO2 EmissionenEinzelnachweise Bearbeiten Martin Kaltschmitt Hans Hartmann und Hermann Hofbauer Hrsg 2009 Energie aus Biomasse Grundlagen Techniken und Verfahren Springer Verlag 2 Auflage S 656 ISBN 978 3 540 85094 6 Titus Kockel Deutsche Olpolitik 1928 1938 Walter de Gruyter 2019 S 34 f Sabine Brinkmann Das Dritte Reich und der synthetische Treibstoff Akkumulation 15 2001 S 16 Ruhr Universitat Bochum abgerufen am 8 Juni 2022 Aus strategischen Grunden Der Spiegel vom 23 Juni 1949 abgerufen am 7 Februar 2021 Braunkohlenveredlung in Mitteldeutschland LMBV abgerufen am 7 Februar 2023 Roy L Nersesian Energy Economics Markets History and Policy Routledge 2016 Solution 2 Coal to liquids Technology CHN Energy abgerufen am 3 Februar 2023 Coal to Liquid Fuel Market Is Expected to Generate 7 7 Billion by 2031 Allied Market Research GlobeNewswire vom 19 Oktober 2022 abgerufen am 23 Oktober 2022 Coal to Liquid CTL Market GlobeNewswire abgerufen am 7 Februar 2023 Pearl GtL Shell plc abgerufen am 7 Februar 2023 Qatar Airways fliegt mit synthetischem Treibstoff airliners de abgerufen am 7 Februar 2023 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title XtL Kraftstoff amp oldid 237764441