Nachhaltigkeit im Flugverkehr: Erster Solar-Flugturbinenkraftstoff hergestellt

Trotz regionaler Unterschiede wird die Welt immer mobiler. Der weltweite Luftverkehr wird sich in den kommenden 15 Jahren mehr als verdoppeln. Laut des internationalen Airline-Dachverbands IATA wird das größte Passagierwachstum mit 9,4 Prozent im Nahen- und Mittleren Osten erwartet. In Lateinamerika wird die Anzahl der internationalen Passagiere um 5,7 Prozent zunehmen. Aktuell ist der Luftverkehr für mehr als zwei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Bei den erwarteten Wachstumsraten gehen Wissenschaftler von einer jährlichen Steigerung des weltweiten Kohlendioxidausstoßes im Flugverkehr um drei Prozent aus. Bis 2050 werden sich die CO2-Emissionen demnach mehr als verdreifachen.

In den letzten Jahren hat sich die Branche zum Ziel gesetzt, auf Biokraftstoffe der zweiten Generation zu setzten. Die erste Generation von Biokraftstoffen sind Soja, Mais oder Raps. Die zweite Generation sind sogenannte Energiepflanzen, die nur als Kraftstoff und nicht als Lebensmittel genutzt werden. Mit dem Ziel, einen nachhaltigen Flugbetrieb zu fördern, setzte LAN Airlines im August 2013 einen entscheidenden Meilenstein in der Geschichte der Luftfahrt. Mit der Unterstützung von Terpel, einer der führenden Treibstoffunternehmen in Kolumbien, realisierte die Airline den ersten kommerziellen Flug mit Biokraftstoff der zweiten Generation. Der Flug wurde mit einem Flugzeug des Typs A320 zwischen den kolumbianischen Städten Bogotá und Cali durchgeführt.

Im Rahmen des von der EU finanzierten Forschungsprojekts SOLAR-JET wurde nun der weltweit erste Solar-Flugturbinenkraftstoff aus Wasser und Kohlendioxid (CO2) hergestellt. Forscher haben zum ersten Mal die gesamte Kette der Herstellung von Kerosin aus erneuerbarer Energie erfolgreich nachgewiesen. Dabei verwendeten sie konzentriertes Licht als Hochtemperatur-Energiequelle. Das Projekt befindet sich noch im Versuchsstadium, wobei ein Glas voll Flugturbinenkraftstoff unter Laborbedingungen mit simuliertem Sonnenlicht hergestellt wurde. Die Ergebnisse geben jedoch Anlass zu der Hoffnung, dass auf flüssigen Kohlenwasserstoffen basierende Kraftstoffe künftig aus Sonnenlicht, CO2 und Wasser hergestellt werden könnten.

In einem ersten Schritt wurde konzentriertes Licht, das Sonnenlicht simuliert, verwendet, um Kohlendioxid und Wasser in einem von der ETH Zürich entwickelten Hochtemperatur-Solarreaktor, der Materialien auf Metalloxid-Basis enthält, in Synthesegas (Syngas) umzuwandeln. Anschließend wurde das Synthesegas (eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid) von Shell unter Nutzung des etablierten „Fischer-Tropsch-Verfahrens“ in Kerosin umgewandelt.

Wenngleich sich die Herstellung von Synthesegas durch konzentrierte Sonnenstrahlung noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, wird Synthesegas bereits weltweit von Unternehmen, darunter Shell, zu Kerosin verarbeitet. Die Zusammenführung der beiden Ansätze bietet das Potenzial einer sicheren, nachhaltigen und skalierbaren Versorgung mit Flugkraftstoffen sowie mit Diesel- und Benzinkraftstoffen oder sogar mit Kunststoffen. Mit Hilfe des Fischer-Tropsch-Verfahrens hergestellte Kraftstoffe sind bereits zertifiziert und können von den vorhandenen Kraftfahrzeugen und Luftfahrzeugen ohne Änderungen ihrer Motoren bzw. Triebwerke oder ihrer Betankungsinfrastruktur verwendet werden.