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Bio-Kraftstoffe fürs Flugzeug: Können sie das Fliegen klimafreundlicher machen?

Noch hat sich der Flugverkehr nicht vollständig von den Einschnitten der Corona-Pandemie erholt, aber die Zahl der Flüge steigt schon wieder deutlich an. Doch so positiv dies für die Airlines ist, so negativ sind die Auswirkungen auf das Klima. Deshalb wird nach Möglichkeiten gesucht, den Schadstoff-Ausstoß und die Klimawirkung von Flugzeugen zu senken. Ein Ansatzpunkt dafür sind Alternativen zum erdölbasierten Kerosin – beispielsweise aus Pflanzenresten oder sogar Plastikmüll.

Symbolbild Grünes Fliegen
Wegen der extremen Umweltbelastung, die durch den Flugverkehr entsteht, wir verstärkt nach Möglichkeiten gesucht, den Schadstoffausstoß und die Klimawirkung von Flugzeugen zu senken.

 

 

Flugzeuge sind nicht gerade klimafreundlich: Die vom Kerosin erzeugten Abgase setzen unter anderem Stickoxide, Kohlendioxid, aber auch Schwefel- und Rußpartikel frei – und damit sowohl Treibhausgase und Vorläufer für bodennahes Ozon, als auch Feinstaub, der Kondensstreifen und damit die Wolkenbildung fördert. So verursacht beispielsweise ein Urlaubsflug auf die Malediven – hin und zurück rund 16.000 Kilometer – nach Angaben des Umweltbundesamts pro Person einen Ausstoß von fünf Tonnen CO2.

Und noch etwas kommt hinzu: Weil Flugzeuge ihre Abgase und Kondensstreifen hoch in der Atmosphäre hinterlassen, ist deren Klimawirkung bis zu fünfmal stärker als bei Emissionsquellen am Boden. Die Schwebstoffe und der Wasserdampf der Kondensstreifen beeinflussen zudem die Wolkenbildung und entfalten dadurch eine zusätzliche Klimawirkung. „Kondensstreifen-Zirren haben heute eine ähnlich große Klimawirkung wie alle über mehr als 100 Jahre in der Atmosphäre gesammelten Kohlendioxid-Emissionen des Luftverkehrs zusammen“, erklärt Hans Schlager vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Weniger Emissionen durch Bio-Kerosin

Um die Emissionen des Flugverkehrs zu reduzieren, experimentieren Forscher und Fluglinien weltweit schon länger mit alternativen Kraftstoffen. „Bio-Treibstoffe für Jets haben Zukunftspotenzial, weil sie nicht von fossilen Brennstoffen abhängig sind und so gut wie keine Schwefelverbindungen und aromatisierte Kohlenwasserstoffe enthalten“, berichten die Forscher. „Das reduziert auch die Freisetzung von Feinstaub durch die Triebwerke.“ Gerade dieser vor allem aus Ruß bestehende Feinstaub ist der Hauptauslöser für Kondensstreifen und die dadurch geförderten Schleierwolken.

Doch wie stark können Bio-Kerosin und Co die Emissionen eines Flugzeugs verringern? Das haben Forscher des DLR schon mehrfach gemeinsam mit der NASA getestet. Dafür fliegt ein Messflugzeug in rund 100 Meter Abstand hinter einer Maschine her, die entweder mit normalen Flugbenzin oder mit verschiedenen Mischungen von Kerosin und beispielsweise dem aus pflanzlichem Leindotter-Öl gewonnenen Bio-Treibstoff HEFA betankt wurde.

Diese Flugtests ergaben: Tauscht man ein Drittel bis die Hälfte des Kerosins gegen Bio-Kraftstoff aus, lässt sich der Schadstoffausstoß von Flugzeugen um mehr als die Hälfte senken. „Verglichen mit dem normalen Flugbenzin reduziert der Bio-Treibstoff die Partikelmenge und Masse der Emissionen im Abgasstrahl des Flugzeugs um 50 bis 70 Prozent", berichten die DLR-Forscher. Dabei sanken sowohl die ausgestoßenen Partikel als auch die flüchtigen Substanzen im Abgas. Als Folge produzierte das Flugzeug auch weniger dichte Kondensstreifen.

Symbolbild Biokraftstoff
Als Rohstoff für klimafreundlichen Biosprit werden derzeit unter anderem Treibstoffe aus Algen, Sojabohnen und Zuckerrohr getestet.

Kleinerer CO2-Fußabdruck

Ein weiterer Vorteil: Weil die alternativen Kraftstoffe nicht aus Erdöl und anderen fossilen Brennstoffe gewonnen werden, ist ihr CO2-Fußabdruck geringer: Biobasierte Treibstoffe geben nur die Menge an CO2 ab, die vorher von den Pflanzen aus der Luft aufgenommen und in Form organischer Verbindungen in ihre Gewebe eingebaut wurde. Als Rohstoff für klimafreundlichen Biosprit werden derzeit unter anderem Treibstoffe aus Sojabohnen, Algen und Zuckerrohr getestet.

Aber auch aus Abfällen oder mithilfe von regenerativen Energien gewonnenem Wasserstoff kann Bio-Kerosin produziert werden. So haben US-Forscher einen Weg gefunden, aus PET-Flaschen und anderem Plastikmüll Flugbenzin und Dieselkraftstoff zu erzeugen. Dafür wird der Kunststoff zermahlen und dann mit Aktivkohle als Katalysator erhitzt und geschmolzen. Dabei zersetzen sich die Polymerketten des Plastiks und es entsteht eine Kohlenwasserstoff-Mischung, wie sie für Flugbenzin typisch ist.

Sollten solche Verfahren auch in industriellem Maßstab funktionieren und rentabel sein, könnten sie dazu beitragen, den Plastikmüll zu reduzieren und gleichzeitig den Schadstoffausstoß des Luftverkehrs reduzieren. „Damit verringern nachhaltige Kraftstoffe die beiden größten klimawärmenden Effekte der Luftfahrt, Kondensstreifen und den CO2-Fußabdruck", erklärt Patrick Le Clercq vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart.

Nur als Übergang zur ganz neuen Antrieben

Allerdings gibt es bisher einen Haken: Bio-Kraftstoffe für den Luftverkehr sind teurer als das normale Kerosin und daher noch nicht konkurrenzfähig. Allerdings könnte sich das ändern, wenn die Kerosinsteuer eingeführt wird und weitere Klimaabgaben auf die Luftfahrt zukommen. Dennoch sehen Experten Bio-Kraftstoffe für die Luftfahrt in erster Linie als Übergangstechnologie. Langfristig wird es Flugzeuge geben müssen, die ganz ohne klimaschädliche Emissionen fliegen – beispielsweise mit Wasserstoff oder Elektromotoren.

NPO, 19.07.2021
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