Infowelt Energie
Nachhaltiges Kerosin revolutioniert die Luftfahrt
Der Luftfahrtsektor ist einer der größten Emittenten von Treibhausgasen, denn sein Bedarf und Verbrauch von Kraftstoff ist enorm. Eine nachhaltige Herstellung von Kerosin kann hier Abhilfe schaffen und bietet großes Zukunftspotenzial.
Nachhaltiger Treibstoff für Flugzeuge
Um die ambitionierten Klimaziele der EU zu erreichen und bis 2050 klimaneutral zu wirtschaften, muss auch die Luftfahrt revolutioniert werden. Für viele ist Reisen ein elementarer Bestandteil eines guten Lebens, für andere in einer globalisierten Welt sogar unbedingt erforderlich. Gerade die Luftfahrt hat einen hohen Bedarf an Treibstoffen und ist damit einer der größten Emittenten von CO2. Deshalb ist es wichtig, nachhaltige Alternativen zu Kerosin zu entwickeln und Forschungsprojekte zu fördern.
Produktionsweise & Arten von Flugkraftstoff
Flüssige Kraftstoffe, die in der Luftfahrt eingesetzt werden, können in vier verschiedene Klassen eingeteilt werden.
Jet A-1
Jet A-1, auch bekannt als Kerosin oder Jet Fuel, ist genau genommen ein Gemisch aus Kerosin und Benzin. Es wird in den meisten kommerziellen Flugzeugen als Treibstoff verwendet.
Jet B
Jet B Treibstoff findet meist bei militärischen Flugzeugen Verwendung.
Flugbenzin
Flugbenzin findet bei Passagierflugzeugen keine Anwendung und wird nur im Sport- und Privatflugbereich eingesetzt.
Alternativer Flugkraftstoff
Alternative Flugkraftstoffe sind mit dem gängigen Jet A-1 Kraftstoff Kerosin mischbar und können dies ersetzen, ohne technische Anpassungen an der Maschine vornehmen zu müssen.
Klimabilanz von Flugkraftstoff
Bei der Verbrennung von konventionellem Treibstoff (Kerosin) entstehen vorwiegend Kohlendioxid und Wasserdampf. Da bei der Vielzahl an Flügen täglich extrem große Mengen an Flugkraftstoff verbrannt werden, ist die Klimabilanz im Luftfahrtsektor sehr negativ zu bewerten. Die Klimabilanz der Kraftstoffe hängt dabei von ihrem jeweiligen Herstellungsverfahren ab. Inzwischen gibt es alternative Arten von Kerosin, dessen Produktion allerdings noch zu unwirtschaftlich ist. Das macht es teuer, eröffnet aber auch vielversprechendes Zukunftspotenzial.
Verschiedene Herstellungsverfahren für alternative Kraftstoffe
Power-to-Liquid-Verfahren
Beim Power-to-Liquid-Verfahren (PtL) wird Wasser durch Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. Dazu werden erneuerbare Energien genutzt. Der Wasserstoff wird mit aus der Luft extrahiertem Kohlendioxid zu einem Gas synthetisiert, aus dem mit dem sogenannten Fischer-Tropsch-Verfahren Kerosin hergestellt werden kann.
Sun-to-Liquid-Verfahren
Bei diesem Verfahren wird in einem Solarreaktor ein Metalloxid in Sauerstoff- und Metallionen aufgespaltet und mit Kohlendioxid und Wasserdampf synthetisiert. Die dazu notwendigen Temperaturen werden von Sonnenkollektoren erzeugt, die Sonnenlicht einfangen und bündeln. In Verbindung mit Kohlendioxid und Wasserdampf bildet sich ein Synthesegas, aus dem wie beim PtL-Verfahren mit Hilfe der Fischer-Tropsch-Anlage Methanol, eine Alternative zu Kerosin, erzeugt werden kann.
Biomass-to-Liquid Verfahren
Die Fischer-Tropsch Synthese ermöglicht die Umwandlung eines Synthesegases aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff in flüssige Kohlenwasserstoffe, aus denen wiederum Kerosin gewonnen werden kann. Da Biomasse sehr hohe Anteile an Kohlenstoff bindet, ist es ein ideales Ausgangsmaterial für die Herstellung von alternativem Kraftstoff. Biomasse wird dabei in einem Bioreaktor vergast und das Synthesegas wie bei den anderen beiden Verfahren mit der Fischer-Tropsch-Anlage synthetisiert.
HEFA
HEFA steht für Hydroprocessed Eters and Fatty Acids. Diese sind die Basis für die Produktion von Biokraftstoffen. Ihnen wird im ersten Schritt das Wasser entzogen, wobei Öl entsteht. Dieses wird im nächsten Schritt zu alternativem Kraftstoff raffiniert.
Alcohol-to-Jet-Verfahren
Bei der Herstellung von Alkohol werden Kohlenhydrate (Zucker) zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt. Das dahinterstehende Verfahren wird als Direct Sugar to Hydrocarbons (DSHC) bezeichnet. Dieser Alkohol wird durch thermochemische Reaktionen zu Kohlenwasserstoffketten umgewandelt, aus denen Kerosin gewonnen werden kann.
Wie viel Kraftstoff verbrauchen Flugzeuge?
Um den Verbrauch von Kraftstoff pro Flug zu ermitteln sind einige Kenngrößen erforderlich. Dazu gehören die Größe des Flugzeugs, die Art des Antriebs, die zurückgelegte Strecke sowie Geschwindigkeit. Das macht pauschale Verbrauchsangaben schwierig und ungenau. Zwar sinkt der durchschnittliche Kerosinverbrauch pro Passagier Studien zufolge seit Jahrzehnten kontinuierlich, allerdings steigt das Flugaufkommen (mit Ausnahme der Corona-Jahre) insgesamt an.
Statistiken zufolge liegt der durchschnittliche Kerosinverbrauch im Luftverkehr derzeit bei etwa 3,58 Litern pro 100 Personenkilometer. Auf der Strecke von London nach New York (etwa 5.550 Kilometer), entspricht das einem Verbrauch von rund 200 Litern – pro Person. Ausgehend von der Kapazität eines Verkehrsflugzeuges wie der Boing 747 mit bis zu 350 Sitzplätzen ergibt sich ein Kerosinverbrauch von etwa 70.000 Litern pro Strecke. Wir berücksichtigen an dieser Stelle eine etwas geringe Dichte von Kerosin im Vergleich zu Wasser, und gehen von 0,8 kg/l aus. Das bedeutet, dass unser Flugzeug aus dem Beispiel für die Strecke eine Kerosinmasse von etwa 56.000kg getankt hat. Auf eine Tonne verbranntes Kerosin kommt laut Atmosfair eine Emission von 3,16 Tonnen CO2. Für unser Beispiel bedeutet das also eine CO2-Emission von rund 177 Tonnen.
Anmerkung: Vielleicht verwundert es Sie, wie aus einer Ausgangsmasse von 1 Tonne Kerosin bei der Verbrennung 3,16 Tonnen CO2 entstehen können. Das liegt daran, dass eine Reihe von Schadstoffen bei der Verbrennung von Kerosin entstehen, die das Klima direkt oder indirekt erwärmen. CO2 ist hinsichtlich seiner Entstehung und Wirkung dabei am leichtesten zu beschreiben. Deshalb wird die Erwärmungswirkung dieser Schadstoffe nach anerkannten Berechnungsmethoden zusammengefasst und in die von CO2 umgerechnet.
Das Potenzial von synthetischem, nachhaltig produziertem Flugzeugtreibstoff
Vattenfall und SAF (Sustainable Aviation Fuel)
Die Herstellung von Elektrokraftstoff (E-Kerosin) ist ein großer Schritt weg von fossilen Rohstoffen im Flugverkehr. Vattenfall hat das Potenzial von nachhaltigen Kraftstoffen für die Luftfahrt erkannt: Wir forschen deshalb in Kooperation mit SAS, Shell und LanzaTech an der Produktion des weltweit ersten synthetischen und nachhaltigen Flugkraftstoffs (SAF). Mit Hilfe der Alcohol to Jet-Technologie nutzen wir dazu nur fossilfreien Strom und aus Fernwärme rückgewonnenes Kohlendioxid, um Elektrokraftstoff (E-Fuel) herzustellen.
Unser Ziel: Wir möchten jährlich bis zu 50.000 Tonnen SAF herstellen – in nur einer Produktionsanlage. Diese soll zwischen 2026 und 2027 an der schwedischen Ostküste in Betrieb genommen werden.
Ausblick – Schlüsseltechnologie synthetisches Kerosin
Der Flugverkehr ist einer der größten CO2-Emittenten und damit einer der Treiber des Klimawandels. Der Treibstoffverbrauch ist enorm, und dennoch nimmt der Flugverkehr weiter zu. Um die Emissionen zu senken, gibt es nur zwei plausible Lösungen: Flugeinschränkungen oder der Betrieb mit synthetischen, möglichst CO2-neutralen Treibstoffen. Deshalb ist es besonders wichtig, Technologien und den Ausbau von Infrastruktur voranzutreiben, die für die Großproduktion von SAF erforderlich sind. Es zeichnet sich ab, dass sich SAF zu einer Schlüsseltechnologie entwickelt, mit deren Hilfe sich Emissionen im Luftfahrtsektor bis 2050 erheblich reduzieren, mit großen Anstrengungen vielleicht sogar vollständig vermeiden lassen.
Für ein fossilfreies Leben von morgen
Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Um innerhalb einer Generation ein Leben frei von fossilen Brennstoffen zu ermöglichen, arbeiten wir daran unsere CO2-Emissionen über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg reduzieren. Um die globale Erderwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen, sind vereinte Anstrengungen notwendig. Daher entwickeln wir in Zusammenarbeit mit anderen Industrien innovative Lösungen, um ganze Industriezweige zu dekarbonisieren.
Unsere nachhaltigen Lösungen
Solarlösungen
Mit einer eigenen Photovoltaikanlage können Sie Ihr Zuhause mit selbst erzeugtem Solarstrom versorgen. Gemeinsam finden wir die passende Solarlösung für Ihr Zuhause.
Zu den Solarlösungen
Ökostrom
Unser Ökostrom besteht zu 100 % aus erneuerbaren Energien. Wir fördern zu fairen Preisen den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen – mit Ihrer Hilfe.
Zum Ökostrom-Tarif
Naturgas
Bei unserem Naturgas werden die bei der Verbrennung entstehenden CO2 Emissionen durch den Erwerb von Zertifikaten zu 100 % kompensiert und damit klimaneutral gestellt.
Zum Naturgas-Tarif
Wind als Energieträger
Bis 2025 soll der Anteil der erneuerbaren Energien am deutschen Stromverbrauch auf 40 bis 45 Prozent steigen. Die Chancen dafür stehen gut. Die größte Rolle spielt dabei die Windenergie. Lesen Sie hier über die Investitionen in erneuerbare Energie.
Robust, formbar, korrosionsbeständig – Stahl hat viele gute Eigenschaften. Der Metallwerkstoff steckt in zahlreichen Gebäuden, Fahrzeugen, Geräten, Musikinstrumenten und vielem mehr. Ein Nachteil ist jedoch der hohe CO₂-Ausstoß bei der Herstellung.