Fliegen wir bald mit Flugzeugen, die von umgewandelten Lebensmittelabfällen angetrieben werden? Der Klimawandel bringt große Herausforderungen mit sich – darunter auch die Entwicklung von klimafreundlichen Treibstoffen für den Flugverkehr. Leistungsfähiges Biokerosin soll nun dabei helfen, den Luftverkehr zu dekarbonisieren. Amerikanische Wissenschaftler arbeiten derzeit an einem neuen Produktionsverfahren für klimafreundliches Kerosin, wodurch Flugzeuge mit einem klimafreundlichen Kraftstoff fliegen könnten, der sich aus Lebensmittelabfällen herstellen ließe.

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Klimaneutraler Treibstoff in greifbarer Nähe

Wie Wissenschaftler in einer Studie (Link zur Studie in der Quellenangabe) erklären, machen Lebensmittelabfälle etwa 6 % der Treibhausgasemissionen aus.

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Ein neues Verfahren soll allerdings die Chance bieten, die Entstehung von klimaschädlichen Gasen zu reduzieren. Gleichzeitig könnten dadurch klimaschädliche Abgase des Flugverkehrs gesenkt werden, welche weitere 3 % dieser Emissionen ausmachen. Das Produktionsverfahren könnte aber nicht nur die beim Flugverkehr entstehenden Emissionen verringern, sondern auch die beim Verrotten der Abfälle entstehenden Gase.

Zum Vergleich: Das beim Verderben der Abfälle entstehende Methangas hat als Treibhausgas eine 28-mal stärkere Wirkung auf die Umwelt als Kohlendioxid (CO2). Da sich die Reduktion der Treibhausgasproduktion im genannten Verfahren aus zwei Faktoren zusammensetzt – nämlich der reduzierten CO2-Emissionen aus dem Flugverkehr und der wegfallenden Entsorgung der Essensreste – ließen sich die Treibhausgasemissionen aus Kraftstoff dadurch um etwa 165 % verringern.

Den Wissenschaftlern ist es mit einem kommerziellen Verfahren bereits gelungen, die Entstehung von Methangas zu stoppen und flüchtige Kohlenwasserstoffe aufzufangen, die bis zu acht Kohlenstoffatome besitzen. Im Prozess der Ketonisierung wurden die Kohlenstoffketten miteinander verbunden, wodurch längere Ketten gebildet wurden. Im nächsten Schritt wurde der Sauerstoff entzogen und die sogenannte Aldolkondensation eingeführt, wodurch nicht nur lange Ketten entstanden, sondern auch kreisförmige Strukturen und Verknüpfungen. Das daraus entstandene Produkt kann nun dem konventionellen Flugzeugtreibstoff beigemischt werden.

70 Prozent fossiler Treibstoffe ersetzbar

Der aus längeren Ketten hergestellte Kraftstoff hat einen niedrigeren Flammpunkt und kann dem herkömmlichen Flugzeugtreibstoff höchstens bis zu 20 % beigemischt werden. Als Resultat der Aldolkondensation ergibt sich allerdings ein zähflüssiger Kraftstoff. Werden die beiden klimafreundlichen Treibstoffe kombiniert, so kann diese Mischung unter Einhaltung der Gesetzesvorgaben für Flugzeugtreibstoffe bis zu 70 % des Kraftstoffs ausmachen und mit 30 % fossilem Kraftstoff gemischt werden.

Ein ähnliches Verfahren wird bereits genutzt, um Biodiesel herzustellen. Dabei werden Methanol und Pflanzenöl unter Zugabe eines Katalysators für mehrere Stunden in einem Wärmetauscher gerührt. Bisher hat es sich allerdings als wirtschaftlicher erwiesen, Biodiesel für Automobile und Lkws, anstatt Biokerosin für Flugzeuge herzustellen, da die Produktion von Biotreibstoff für Flugzeuge mehr Zeit und Aufwand benötigt.

Weniger Rußbildung

Durch einen so produzierten Kraftstoff könnten umgerechnet 55 Gramm CO2-Äquivalenten eingespart werden, so die Forscher.

Zum Vergleich: Bei der Nutzung von fossilem Kraftstoff entstehen ca. 85 Gramm CO2-Äquivalente. Durch den angestrebten Mix von 70 % Bio-Kerosin zu 30 % fossilem Kraftstoff würde ein nahezu klimaneutraler Flugtreibstoff zum Einsatz kommen.

Laut dem Forscherteam tragen auch Rußteilchen aus Düsentriebwerken zum Treibhauseffekt bei. Ein zusätzlicher Vorteil dieser nachhaltigen Kraftstoffmischung wäre, dass es im Vergleich zum Verbrennen von fossilem Treibstoff zu 34 % weniger Rußbildung kommt. Außerdem würden aufgrund der geringeren Rußproduktion auch die Triebwerke der Flugzeuge weniger schnell erhitzen. Durch den Einsatz von klimafreundlichen Kraftstoffen würde es also zu einer Synergie positiver Nebeneffekte kommen.

Ob das Verfahren zukunftsfähig ist und der Biotreibstoff auch in der Praxis seine Anwendung findet, bleibt vorerst aber noch offen. Laut der Studie soll die Verarbeitung von Tierkot, Abwasser und Lebensmittelresten allerdings bereits bis 2023 marktreif sein und zunächst bei der amerikanischen Fluggesellschaft Southwest Airlines getestet werden. Im Vergleich zu anderen Technologien für klimafreundlicheres Fliegen, darunter mit Wasserstoff-, Elektromotoren- oder Batterie betriebenen Flugzeugen, ist das noch relativ früh.

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Quellen:

https://www.geo.de/natur/nachhaltigkeit/technik-der-zukunft-flugzeugkraftstoff-aus-lebensmittelabfaellen–forscher-entwickeln-produktionsverfahren-30440442.html

https://www.berliner-zeitung.de/zukunft-technologie/neue-erfindung-flugzeugkraftstoff-aus-essensresten-li.146478

https://www.spiegel.de/wissenschaft/technik/biokerosin-forscher-tuefteln-an-klimafreundlichem-kerosin-aus-lebensmitteln-a-66ea4506-a264-4d81-8463-7d782c9ff140

https://1e9.community/t/flugzeugtreibstoff-aus-essensresten-soll-klimafreundlicher-sein-als-kerosin/9481

Studie

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