Bio-Kerosin

Alternative Kraftstoffe: Bio-Kerosin ist der Treibstoff der Zukunft

Paola Leibbrandt
26.10.2018
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In unseren Breitengraden wird es immer wärmer, Gletscher schmelzen und die Ressourcen schwinden. Was vor einigen Jahren vielleicht noch wie der Start eines Katastrophenfilms geklungen hat, ist Realität geworden. Dass in Sachen Klimaschutz etwas passieren muss, ist allen Branchen klar. Auch die Luftfahrt sucht nach Möglichkeiten, die CO2-Emissionen zu reduzieren und den Verbrauch von Kerosin zu mindern. Alternative Kraftstoffe sollen schnellstmöglich Flugzeuge antreiben. Wie das Kerosin der Zukunft aussehen könnte, verraten wir euch in diesem Artikel.

Wieso brauchen wir alternative Kraftstoffe in der Luftfahrt?

Bei der Verbrennung von Kerosin entstehen vor allem Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasserdampf. Doch gerade dieses CO2 schadet der Umwelt enorm. Insgesamt verursacht der Luftverkehr zwei bis drei Prozent der klimaschädlichen Treibhausgasemissionen. Um die Belastung durch den Luftverkehr zu reduzieren, werden alternative Kraftstoffe entwickelt, die bei der Verbrennung im besten Fall CO2-neutral sind.

Weniger Kondensstreifen durch Bio-Kerosin

Kondensstreifen sind schön anzusehen, allerding haben sie auch einen negativen Einfluss auf das Klima. In zehn Kilometern Höhe, in der Flugzeuge fliegen (Troposphäre), beträgt die Temperatur schnell mal knackige Minus 40 Grad. Diese kalte Luft kann den Wasserdampf aus den Triebwerken nicht so aufnehmen wie die warme Luft, die näher an der Erdoberfläche ist. Er kondensiert an den Rußpartikeln der Triebwerke. Auf die Art und Weise bilden sich Wassertropfen, die in der Luft gefrieren und zu den sichtbaren Streifen werden. Solange die Kondensstreifen sofort verdampfen (bei über –40 Grad bzw. bei trockener Luft), ist dies kein Problem. Bleiben die Wolkenstreifen bestehen, nehmen sie allerdings immer mehr Wasserdampf auf, und bilden dünne Eiswolken, sogenannte Zirruswolken. Diese künstlichen Zirren sind von echten Zirren, welche Kaltfronten ankündigen, nicht zu unterscheiden. Zirren absorbieren einen Teil der Sonnenstrahlung, die sie in Form von Wärme wieder abgeben. Gleichzeitig halten die Zirren die von der Erdoberfläche aufsteigende Wärme ab und die Schatten kühlen die Luft unter den Wolken zusätzlich ab. Genau das passiert auch in einem Gewächshaus. Kondensstreifen wärmen also die Atmosphäre auf und verstärken den Treibhauseffekt. Bio-Kerosin verursacht weniger Rußpartikel im Triebwerksstrahl, wodurch auch messbar weniger Kondensstreifen entstehen.

Was ist Bio-Kerosin und wie wird es hergestellt?

Bio-Kerosin ist ein alternativer Treibstoff für Flugzeuge und basiert auf organischem Material wie hydrierten Pflanzenölen, ganzen Pflanzen, tierischem Fett oder Algen. Auch erneuerbare Energien (Sonne, Wind, Wasser, Kohlendioxid) sind mögliche Quellen für Treibstoff. Verschiedene Verfahren machen daraus die klimafreundlichere Alternative. Wie die Herstellung von herkömmlichem Kerosin erfolgt, erklären wir in diesem Beitrag. 

Fischer-Tropsch-Synthese

Das Fischer-Tropsch-Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kerosin aus flüssigen Kohlenwasserstoffen. Diese werden aus einem synthetischen Gas umgewandelt, welches aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht. Dieses Verfahren wird häufig zur Herstellung alternativer Kraftstoffe eingesetzt, da die Basis aus allen kohlenstoffreichen Materialien bestehen kann. Dazu zählen zum Beispiel Biomasse, Wind und sogar Abfälle.

Power-to-Liquid-Verfahren (PtL)

Beim Power-to-Liquid-Verfahren nutzt man Sonne oder Wind, Wasser und CO2, um daraus ein synthetisches Gas herzustellen. Dieses wird mittels Fischer-Tropsch-Synthese in Kerosin umgewandelt.

Sun-to-Liquid-Verfahren (StL)

Das Sun-to-Liquid-Verfahren nutzt Sonnenenergie, um in einem Reaktor Metalloxid in Metall- und Sauerstoffionen zu spalten. Die Sonnenstrahlung wird dabei von Sonnenkollektoren gebündelt, sodass die benötigten Temperaturen von bis zu 2.000 Grad erreicht werden. In Verbindung mit CO2 und Wasserdampf entsteht das Synthesegas, welches wiederum mithilfe des Fischer-Tropsch-Verfahrens zu alternativem Kerosin verarbeitet wird.

HEFA-Verfahren (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids)

Beim HEFA-Verfahren wird das Bio-Kerosin auf der Basis von Ester (hydroprocessed Esters) und Fettsäuren (fatty acids) gewonnen. Hierbei werden tierische und pflanzliche Fette und Öle (zum Beispiel aus Nahrungsmittelabfällen) raffiniert, um daraus Kerosin herzustellen.

Alcohol-to-Jet-Verfahren (AtJ)

Bei diesem Verfahren wird Alkohol direkt in Kohlenwasserstoffketten umgewandelt, welche wiederum zu Kerosin verarbeitet werden.

Große Anforderungen an Bio-Kerosin

Bio-Kerosin muss einige Herausforderungen erfüllen, um den herkömmlichen Kraftstoff zu ersetzen. Dies beginnt bereits bei den Kosten: Die Herstellung alternativer Treibstoffe muss wirtschaftlich sein. Aktuell ist die Herstellung von Bio-Kerosin ungefähr doppelt so teuer wie die des herkömmlichen Kerosins. Die physikalischen Eigenschaften dürfen dabei nicht von dem derzeitigen Standard abweichen, ebenso die Qualität. Kerosin unterliegt sehr strengen Anforderungen, die erfüllt werden müssen, um für den Luftverkehr zertifiziert zu werden. Dazu gehört unter anderem, dass es bei Niedrigtemperaturen von –50 Grad Celsius flüssig bleibt und einen sehr niedrigen Frostpunkt hat. Wichtig ist auch, dass das Bio-Kerosin mit den technischen Komponenten kompatibel ist und keine baulichen Änderungen an den Turbinen nötig macht.

Wann werden alternative Kraftstoffe salonfähig?

Klar ist, dass der Luftverkehr ab 2020 CO2-neutral wachsen soll. Wann genau die alternativen Kraftstoffe auch wirtschaftlich sind, ist allerdings unklar. Andere Faktoren wie der Wasserverbrauch und die Verdrängung der Lebensmittelindustrie (Anbaufläche für Lebensmittelpflanzen) spielen ebenfalls eine entscheidende Rolle bei der Forschung.

von Paola Leibbrandt

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