Synhelion Solarkraftstoffe.

Synhelion: Solardiesel für Betankung Passagierbus am Flughafen Zürich.

Synhelion: solare Flugzeugtreibstoffe.

Synhelion: erstes Auto fährt mit solarem Treibstoff.

Schweizer Cleantech-Startup Synhelion.

Die bahnbrechende Arbeit des Schweizer Cleantech-Startups Synhelion, einem Pionier auf dem Gebiet der nachhaltigen Solartreibstoffe, sowie die Entwicklung und den Betrieb ihrer weltweit ersten industriellen Produktionsanlagen​: 

I. Hintergrund und Vision von Synhelion

1. Unternehmensprofil und Mission Synhelion wurde 2016 als Spin-off der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich gegründet​. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, fossile Brennstoffe durch erneuerbare Alternativen zu ersetzen und den Mobilitätssektor, insbesondere den Transport, zu dekarbonisieren​. Solarkraftstoffe (Solar Fuels) gelten als die umweltfreundlichste, erschwinglichste, effizienteste und skalierbarste Lösung für einen sauberen Langstreckentransport.

2. Die Notwendigkeit von Solarkraftstoffen Die Abhängigkeit von Erdöl führt zu steigenden Preisen für raffinierte Produkte wie Benzin, Diesel und Kerosin. Obwohl einige Industrien elektrifiziert werden können (wie z.B. Elektroautos), sind Sektoren wie der Langstreckentransport (Flugverkehr, Schifffahrt, Strassengüterverkehr) auch in Zukunft auf energiereiche Flüssigbrennstoffe angewiesen, um das Netto-Null-Ziel zu erreichen. Ein grosses Problem bei erneuerbarem Strom ist zudem die grossflächige Lagerung, welche bei flüssigen Solarkraftstoffen besser gelöst werden kann, da sie über lange Zeiträume transportiert und gelagert werden können​. 

II. Die Synhelion Technologie und Produktion.

1. Kernprozess und Prinzip Solare Brennstoffe werden aus gewöhnlichen Stoffen wie Wasser und Kohlendioxid (CO2) unter Nutzung der Energie des Sonnenlichts hergestellt​. Synhelion nutzt Sonnenwärme, um diesen Prozess umzukehren: Anstatt dass Brennstoffe Wärme, CO2 und Wasserdampf freisetzen, werden Wasserdampf und CO2 mit Hilfe von Sonnenwärme zu Kohlenwasserstoffbrennstoffen rekombiniert​.

2. Technologische Komponenten und Meilensteine Die Technologie von Synhelion wandelt konzentriertes Sonnenlicht in die heisseste auf dem Markt erhältliche solare Prozesswärme um – über 1.500°C​. Der gesamte Prozess, der erstmals im industriellen Massstab demonstriert wird, umfasst mehrere Schritte​:

• Konzentration des Sonnenlichts: Ein Feld von Spiegeln (Heliostaten) konzentriert das Sonnenlicht auf einen Solarreceiver​.
• Solarreceiver: Dieses patentierte Kernstück wandelt die konzentrierte Sonnenenergie in Wärme (über 1.500°C) um​.
• Thermochemischer Reaktor: Die Wärme wird genutzt, um Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) in Synthesegas (Syngas, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) umzuwandeln​. Synhelion ist das erste Unternehmen weltweit, dem dies ausschliesslich mit Sonnenwärme in industriellem Massstab gelungen ist.
• Synthese: Das Syngas wird mittels Standardverfahren (z.B. Fischer-Tropsch-Synthese) zu flüssigen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen raffiniert, wie Kerosin, Benzin oder Diesel​.
• Thermischer Energiespeicher (TES): Ein weiteres wichtiges Element ist der TES, der überschüssige Wärme speichert und bei Bedarf freisetzt​. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Kraftstoffproduktion rund um die Uhr, unabhängig davon, ob die Sonne scheint​. 
  

III. Produkte, Vorteile und Anwendungen.

1. Produktpalette und Umweltvorteile Synhelion produziert Solar-Kerosin, Solar-Benzin und Solar-Diesel​. Diese synthetischen Kraftstoffe sind im Prinzip identisch mit konventionellen Brennstoffen, enthalten jedoch weniger Verunreinigungen und setzen daher bei der Verbrennung weniger schädliche Gase frei. Die Solarkraftstoffe von Synhelion sind nahezu CO₂-neutral, da sie bis zu 99% weniger CO2-Emissionen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen verursachen​.

2. Kompatibilität und Wirtschaftlichkeit Die Solarkraftstoffe sind Drop-in-Kraftstoffe und vollständig kompatibel mit der bestehenden globalen Infrastruktur (Motoren, Raffinerien, Tankstellen, Verteilungsnetze)​. Es sind keine Anpassungen oder Umrüstungen an konventionellen Flugzeugen, Schiffen, Lastwagen oder Autos erforderlich​. Synhelion strebt an, die Produktionskosten auf unter 1 Euro pro Liter zu senken​.

3. Anwendungsbereiche Die Solarkraftstoffe sind primär für die Dekarbonisierung des Langstreckentransports gedacht​:

• Luftfahrt: Solar-Kerosin ersetzt herkömmliches Kerosin, was angesichts der hohen CO2-Emissionen in diesem Sektor entscheidend ist.
• Schifffahrt und Strassenverkehr: Solar-Diesel und Solar-Benzin können fossile Brennstoffe in Schiffen, Lastwagen und Autos ersetzen​.

Darüber hinaus ermöglicht die Hochtemperatur-Solarwärme von Synhelion (über 1.500°C) die Dekarbonisierung energieintensiver Industrieprozesse, wie zum Beispiel die Zementproduktion​. In Zusammenarbeit mit Cemex gelang es Synhelion, erstmals Solarklinker, den Hauptbestandteil von Zement, ausschliesslich mit Solarenergie herzustellen​. 

IV. Kommerzialisierung und Marktstrategie.

1. Demonstrationsanlage DAWN Die Anlage DAWN (im Brainergy Park Jülich, Deutschland) ist die weltweit erste industrielle Anlage zur Produktion synthetischer Kraftstoffe mithilfe von Sonnenenergie​. Die Anlage wurde im Frühsommer 2024 eingeweiht und produziert seit Spätsommer 2024 kontinuierlich Solarkraftstoffe​. DAWN dient als wichtige Plattform für Forschung, Entwicklung und liefert wertvolle Erkenntnisse für die weitere Skalierung​. Die Anlage läuft nur wenige Monate nach der Inbetriebnahme nahezu mit Nennleistung und übertrifft die Erwartungen​.

2. Kommerzielle Skalierung (RISE) und Zukunftspläne Die erste kommerzielle Anlage von Synhelion, genannt RISE, soll 2025 in Spanien gebaut werden und ab 2027 etwa 1.000 Tonnen Kraftstoff pro Jahr produzieren​. Langfristig plant Synhelion, innerhalb des nächsten Jahrzehnts jährlich etwa 1 Million Tonnen Solarbrennstoff zu produzieren.

3. Strategische Investoren und Partnerschaften Synhelion hat bedeutende Investitionen und strategische Unterstützung erhalten. Zu den Hauptinvestoren gehören​:

• Swiss International Air Lines (SWISS): SWISS investierte 22 Millionen CHF und wird die weltweit erste Fluggesellschaft sein, die den "Sun-to-Liquid"-Treibstoff von Synhelion im regulären Flugbetrieb einsetzt​.
• Lufthansa Group: Die Gruppe ist strategischer Investor und unterstützt die Dekarbonisierung des Luftverkehrs​.
• CEMEX Ventures: Unterstützt die Anwendung von Solarenergie in der Baustoffindustrie​.
• AMAG: Ein führender Schweizer Automobilimporteur, investierte in die Entwicklung nachhaltiger Kraftstoffe für den Automobilsektor.

4. Kunden und Erste Anwendungen Die bei DAWN produzierten Solarkraftstoffe werden bereits in realen Anwendungen demonstriert.

• AMAG Gruppe AG: Hat einen langfristigen Abnahmevertrag über jährlich 50.000 Liter Solarbenzin ab 2027 unterzeichnet​.
• SGV (Schifffahrtsgesellschaft des Vierwaldstättersees) AG: Hat als Pionierkundin einen fünfjährigen Abnahmevertrag unterzeichnet. Das historische Dampfschiff «Gallia» wurde symbolisch mit Solar-Diesel aus der DAWN-Anlage betankt​.
• Motorradfahrt: Die weltweit erste Motorradfahrt mit Solarbenzin von Synhelion demonstrierte die Kompatibilität des Kraftstoffs mit bestehenden Verbrennungsmotoren​.
• Lenzerheide Bergbahnen AG: Plant, ab der Saison 2027/2028 Solar-Diesel in Pistenfahrzeugen einzusetzen, was eine Anwendung ausserhalb des traditionellen Verkehrssektors darstellt.

5. Regulatorischer Kontext Die Europäische Union treibt die Nutzung nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF) durch die ReFuelEU Aviation-Verordnung voran, die ab 2025 verbindliche Beimischungsquoten einführt. Diese Verordnung schafft eine grosse Marktchance, insbesondere für Hersteller von erneuerbaren Kraftstoffen nicht biologischen Ursprungs (RFNBOs) wie Synhelion, da für diese ab 2030 eine zusätzliche Teilquote aufgebaut wird​.

Analogie zur Veranschaulichung der Technologie:

Man kann Synhelions Technologie als eine "industrielle Sonnen-Umkehr-Maschine" betrachten. Während Pflanzen (Photosynthese) Sonnenlicht nutzen, um CO2 und Wasser in Zucker umzuwandeln und dabei Energie speichern, nutzt Synhelion konzentriertes Sonnenlicht und extreme Hitze, um den umgekehrten Prozess zu erzwingen: CO2 und Wasser werden in hochwertige, energiedichte Kohlenwasserstoff-Kraftstoffe zurückverwandelt, die dann sofort in der bestehenden weltweiten Infrastruktur verwendet werden können – so als ob man die fossilen Brennstoffe einfach "sauber" nachbauen würde.

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