Sauberer Treibstoff: Die Zukunft der Luftfahrt

Eines Tages werden Flugzeuge ohne Benzin fliegen und stattdessen mit einer Mischung aus Fetten, Stärke, Zucker, Abfallstoffen und anderen exotischen Treibstoffen betrieben werden. Das ist der Plan von American, Delta und United, die sich ehrgeizige Ziele gesetzt haben, ihre CO₂-Emissionen bis 2050 zu reduzieren.

Allgemeiner Trend

Im vergangenen Jahr absolvierte Virgin Atlantic erfolgreich einen Transatlantikflug, der vollständig mit synthetischen Kraftstoffen aus Pflanzenfetten und -zuckern betrieben wurde. Diese Entwicklung eröffnet neue Perspektiven für nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF). SAF ist ein Oberbegriff für Flugkraftstoffe, die weniger CO₂ ausstoßen als herkömmlicher Kerosin und aus Ressourcen wie Bioölen, landwirtschaftlichen Nebenprodukten usw. hergestellt werden.

Virgin Atlantic hat von der britischen Zivilluftfahrtbehörde die Genehmigung erhalten, einen Langzeit-Transatlantikflug mit 100 % nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF) durchzuführen. Foto: Virgin Atlantic

Die von Virgin Atlantic für den Flug eingesetzte Boeing 787 nutzte SAF, das 70 % weniger CO₂-Emissionen verursacht als synthetischer Kerosin aus Erdöl. Zuvor hatte bereits ein Airbus A380 einen dreistündigen Testflug mit Treibstoff absolviert, der hauptsächlich aus Speiseöl und Altfett hergestellt wurde. Bislang ist es noch niemandem gelungen, eine Batterie zu entwickeln, die leicht und gleichzeitig leistungsstark genug ist, um ein Verkehrsflugzeug anzutreiben. Daher ist die praktikabelste Methode zur Emissionsreduzierung in der Luftfahrtindustrie die verpflichtende Nutzung von SAF.

Die Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks von Flugzeugen hängt jedoch von der Treibstoffbeschaffung ab, da keine der potenziellen Quellen den gesamten Treibstoffbedarf decken kann. Obwohl die Biden-Regierung das Ziel gesetzt hat, bis 2050 ausschließlich nachhaltigen Flugtreibstoff zu beziehen, produzierten die USA im vergangenen Jahr lediglich genug nachhaltigen Treibstoff, um weniger als 0,2 % des Treibstoffverbrauchs der US-amerikanischen Luftfahrtindustrie zu decken.

Beschaffung

Nahezu der gesamte bisher produzierte nachhaltige Flugkraftstoff wird aus Fetten jeglicher Art hergestellt, darunter Altspeiseöl, Pflanzenöle und tierische Fette. Das Angebot deckt die Nachfrage jedoch nicht. Die USA und Europa verbrauchen derzeit fast ihre gesamten heimischen Altspeiseölvorräte und importieren zusätzlich Abfallfette aus Asien, um Biokraftstoff für Flugzeuge, Pkw und Lkw zu produzieren.

Die nächste Generation nachhaltiger Flugkraftstoffe, die in den kommenden Monaten auf den US-Markt kommen soll, könnte aus Mais und Zuckerrohr hergestellt werden. Bisher fermentierten Raffinerien die Stärke und den Zucker dieser Pflanzen zu Ethanol, das dann Benzin und Diesel beigemischt wurde. Das Start-up-Unternehmen LanzaJet, das sich auf alternative Kraftstoffe spezialisiert hat, hat die weltweit erste Anlage zur Herstellung von Flugkraftstoff aus Ethanol eröffnet, das unter anderem aus amerikanischem Mais und brasilianischem Zuckerrohr gewonnen wird.

Ein Nachteil besteht darin, dass aus Nahrungspflanzen hergestellte Kraftstoffe möglicherweise nicht so nachhaltig sind wie Kraftstoffe aus Abfällen. Landwirtschaftliche Nutzflächen sind begrenzt, und eine Ausweitung des Anbaus von Biokraftstoffen könnte negative Folgen für die Umwelt haben, wie beispielsweise übermäßigen Wasserverbrauch und Abholzung, wodurch mehr Kohlenstoff in die Atmosphäre freigesetzt wird. Um den gesamten US-amerikanischen Bedarf an Flugkraftstoff mit Maisethanol zu decken, müsste das Land 114 Millionen Acres Mais anbauen – eine Fläche größer als der Bundesstaat Kalifornien. Aus diesem Grund gelten die meisten aus Nahrungspflanzen hergestellten Biokraftstoffe in europäischen Vorschriften nicht als „nachhaltig“, und Flugkraftstoff aus Maisethanol qualifiziert sich laut der Washington Post möglicherweise nicht für Steuervergünstigungen nach US-amerikanischer Definition.

Alternativ entwickeln Produzenten Verfahren zur Herstellung von Kerosin aus zellulosehaltigen Zwischenfrüchten, einer Grasart, die häufig zwischen den regulären Anbausaisons auf landwirtschaftlichen Betrieben angebaut wird, um die Bodengesundheit zu erhalten. Da diese Pflanzen außerhalb der Saison wachsen, konkurrieren sie nicht mit Nahrungspflanzen um Ackerland und sind somit nachhaltiger.

Mehrere Unternehmen wandeln Abfall in Kerosin um. Eines davon ist die US-amerikanische Raffinerie Fulcrum Bioenergy, die 2022 eine Anlage zur Abfallverwertung eröffnen will. Doch nicht jeder Abfall eignet sich als Rohstoff; er muss sortiert werden. Andere Abfallarten sind besser geeignet, beispielsweise landwirtschaftliche Abfälle wie Stängel, Blätter und nicht geerntete Produkte oder Hülsen und Schalen aus der Lebensmittelverarbeitung. Auch Äste und Rinde aus der Holzernte, Sägemehl und Hackschnitzel können als Treibstoff dienen. Die Verwendung von grünem Wasserstoff wird ebenfalls in Betracht gezogen.

Die Produktion von Flugzeugtreibstoff aus Wasserstoff steckt zwar noch in den Kinderschuhen, aber sobald die Produktion hochgefahren wird, wird grüner Wasserstoff schnell zu einer der größten Quellen für nachhaltigen Treibstoff werden, prognostiziert SkyNRG, ein Hersteller von nachhaltigem Flugtreibstoff.

KHANH HUNG

Quelle