Im Rahmen der Förderinitiative „Energiewende im Verkehr“ werden im Verbundvorhaben „PowerFuel“ die Potenziale einer dezentralen Produktion von synthetischen Kraftstoffen auf Basis erneuerbarer Energien untersucht. Aus strombasiertem Wasserstoff und CO₂ als Kohlenstoffquelle werden mittels Fischer-Tropsch-Synthese Kraftstoffe für den Mobilitätssektor hergestellt. Anhand einer Power-to-Liquid Anlage im Pilotmaßstab werden die Anforderungen an die verschiedenen Teilprozesse unter lastflexibler Fahrweise untersucht. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt dabei auf der Wechselwirkung zwischen einer fluktuierenden und regenerativen Energiebereitstellung und den daraus resultierenden variablen Lasten für den Gesamtprozess. Die Anlage am KIT ist für eine Produktionskapazität von 200-300 L/Tag ausgelegt und besteht im Wesentlichen aus einem PEM-Elektrolyseur zur Wasserstoffgewinnung, einer Direct Air Capture-Anlage zur Abtrennung von CO₂ aus der Luft sowie einer umgekehrten Wassergaskonvertierung, in der durch CO₂ Aktivierung und Wasserstoff ein Synthesegas produziert wird. Das Synthesegas wird anschließend im Fischer-Tropsch-Reaktor zu flüssigen Kohlenwasserstoffen umgewandelt. Durch verschiedene Aufbereitungsschritte besitzen die so gewonnenen synthetischen Kraftstoffe ähnliche Eigenschaften wie konventionelle Kraftstoffe. Das Einsatzgebiet soll vorwiegend im Luft-, Schwerlast- und Schiffsverkehr liegen, da in diesen Bereichen auch in der Zukunft Kraftstoffe mit einer hohen gravimetrischen und volumetrischen Energiedichte benötigt werden.

Neben den Untersuchungen zum lastflexiblen Verhalten liegt ein weiterer Schwerpunkt in der techno-ökonomischen und ökologischen Betrachtung des Gesamtprozesses. Um langfristig eine Markteinführung des synthetischen Kraftstoffs zu erreichen, werden Energiesystemanalysen des gesamten Prozesspfades erstellt und entsprechende energetische und verfahrenstechnische Optimierungen erarbeitet. Dazu zählt auch eine standortspezifische Potenzialanalyse der benötigten Ausgangstoffe CO₂ und erneuerbarer Strom. Durch eine Ökobilanzierung des Gesamtprozesses unter Einbezug der Bereitstellungsketten sollen außerdem die Auswirkungen auf die Umwelt analysiert und bewertet werden.