Sauberer Kraftstoff: Die Zukunft der Luftfahrt

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Eines Tages werden Flugzeuge ohne Benzin fliegen und stattdessen ausschließlich Fette, Stärke, Zucker, Müll und andere exotische Treibstoffe nutzen. Das ist der Plan von American Airlines, Delta Airlines und United Airlines, die sich allesamt ehrgeizige Ziele gesetzt haben, ihre CO2-Emissionen bis 2050 zu reduzieren.

Allgemeiner Trend

Im vergangenen Jahr absolvierte Virgin Atlantic erfolgreich einen Transatlantikflug, der ausschließlich mit synthetischen Kraftstoffen aus Pflanzenfetten und Zuckern betrieben wurde. Diese Entwicklung eröffnet eine Zukunft für nachhaltige Flugkraftstoffe (SAF). SAF ist ein Oberbegriff für Flugkraftstoffe, die weniger Kohlenstoff ausstoßen als herkömmlicher Kerosin und aus Ressourcen wie biobasierten Ölen, landwirtschaftlichen Nebenprodukten usw. hergestellt werden.

Virgin Atlantic hat von der britischen Zivilluftfahrtbehörde die Genehmigung für einen langfristigen Transatlantikflug mit 100 % nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF) erhalten. Foto: VIRGIN ATLANTIC

Die von Virgin Atlantic eingesetzte Boeing 787 nutzte SAF, das 70 % weniger CO2-Emissionen verursacht als synthetischer Kerosin aus Erdöl. Zuvor hatte bereits ein Airbus A380-Passagierflugzeug einen dreistündigen Flug mit Treibstoff getestet, der hauptsächlich aus Speiseöl und Altfett bestand. Bislang gibt es noch keine Batterie, die leicht und gleichzeitig leistungsstark genug ist, um ein Verkehrsflugzeug anzutreiben. Daher ist die Verpflichtung zur Nutzung von SAF für Flugzeuge der praktikabelste Weg zur Emissionsreduzierung in der Luftfahrtindustrie.

Die Reduzierung des CO2-Fußabdrucks von Flugzeugen hängt jedoch von der Beschaffung ab, da keine der potenziellen Quellen den gesamten Treibstoffbedarf decken kann. Obwohl sich die Biden-Regierung das Ziel gesetzt hat, bis 2050 100 % nachhaltigen Flugkraftstoff zu beziehen, produzierten die USA im vergangenen Jahr genug nachhaltigen Kraftstoff, um weniger als 0,2 % des Treibstoffverbrauchs der US-Luftfahrtindustrie zu decken.

Beschaffung

Fast der gesamte nachhaltige Flugkraftstoff wird bisher aus Fetten hergestellt, darunter Altspeiseöl, Pflanzenöle und tierische Fette. Doch das Angebot reicht nicht aus, um die Nachfrage zu decken. Die USA und Europa verbrauchen derzeit fast ihr gesamtes heimisches Altspeiseöl und importieren zusätzlich Altfette aus Asien, um Biokraftstoff für Flugzeuge, Autos und Lastwagen herzustellen.

Die nächste Welle nachhaltiger Kerosinprodukte, die in den kommenden Monaten auf den US-Markt kommen, 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 Startup für alternative Kraftstoffe LanzaJet hat die weltweit erste Anlage zur Herstellung von Kerosin mit Ethanol aus amerikanischem Mais, brasilianischem Zuckerrohr und anderen Rohstoffen eröffnet.

Ein Nachteil ist, dass Kraftstoffe aus Nahrungsmittelpflanzen möglicherweise nicht so nachhaltig sind wie solche aus Abfällen. Landwirtschaftliche Nutzflächen sind begrenzt, und eine Ausweitung der Anbauflächen für Biokraftstoffe könnte negative Folgen für die Umwelt haben, etwa 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 Morgen Mais anbauen – eine Fläche größer als der Bundesstaat Kalifornien. Aus diesem Grund gelten die meisten Biokraftstoffe aus Nahrungsmittelpflanzen nach europäischen Vorschriften nicht als „nachhaltig“, und Flugzeugkraftstoff aus Maisethanol kommt nach US-amerikanischer Definition möglicherweise nicht für Steuervergünstigungen in Frage, so die Washington Post.

Alternativ entwickeln Hersteller Methoden zur Herstellung von Kerosin aus zellulosehaltigen Deckfrüchten. Diese Grasart wird auf Bauernhöfen häufig zwischen den regulären Wachstumsperioden angebaut, um den Boden gesund zu halten. Da diese Pflanzen außerhalb der Saison wachsen, konkurrieren sie nicht mit Nahrungsmittelpflanzen um Ackerland und sind daher nachhaltiger.

Mehrere Unternehmen wandeln Abfall in Kerosin um. Eines davon ist die US-Raffinerie Fulcrum Bioenergy, die 2022 eine Abfall-Kraftstoff-Anlage 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 Schalen und Hülsen aus der Lebensmittelverarbeitung. Auch Äste und Rinde aus der Holzernte, Sägemehl und Holzspäne können als Kraftstoffquellen dienen. Auch die Verwendung von grünem Wasserstoff als Kraftstoff wird in Betracht gezogen.

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

KHANH HUNG

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Quelle