Fliegen soll grüner werden und weniger schädliche Emissionen verursachen.
Fliegen soll grüner werden und weniger schädliche Emissionen verursachen.
Bild: iStockphoto / aapsky
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Grüne Zukunft: Forscher arbeiten an Flugzeugkraftstoff aus Essensresten

23.03.2021, 12:1317.05.2021, 08:27

Schon lange arbeiten Forscher auf der ganzen Welt an Möglichkeiten, das Fliegen klimafreundlicher zu gestalten. Bei Flugreisen entstehen für gewöhnlich Kohlendioxid und Stickoxide durch die Verbrennung des erdölbasierten Treibstoffs. Diesen durch umweltfreundliche, pflanzliche Kraftstoffe zu ersetzen, ist das Ziel.

Ein Team aus Wissenschaftlern hat nun ein neues Verfahren entwickelt, bei dem Lebensmittelabfälle als Flugzeugkraftstoff verwendet werden sollen. Da beim Verrotten der Abfälle üblicherweise Methan (CH4) entsteht, das als Treibhausgas 28 Mal stärker wirkt als Kohlendioxid (CO2), hat dieser Ansatz eine besonders günstige Umweltbilanz. Zudem rußt der Treibstoff nur wenig, wie die Gruppe um Derek Vardon vom National Renewable Energy Laboratory in Golden (US-Bundesstaat Colorado) im Fachjournal "Proceedings of the National Academy of Sciences" ("PNAS") berichtet.

Treibhausgase könnten reduziert werden

"Weltweit machen Lebensmittelabfälle sechs Prozent der Treibhausgasemissionen aus", schreiben die Forscher. Ihr Verfahren bietet zum einen die Chance, diese Treibhausgase zu reduzieren. Zum anderen könne es die klimaschädlichen Freisetzungen des Flugverkehrs senken, die weitere 2,5 Prozent dieser Emissionen ausmachen. Weil Essensreste einen hohen Feuchtigkeitsanteil haben, erfordern sie zur Herstellung von klimafreundlichem Jetkraftstoff ein anderes Vorgehen als etwa Biomasse.

Mit einem bereits kommerziell verwendeten Verfahren stoppten die Wissenschaftler zunächst die Entstehung von Methan. Anschließend fingen sie flüchtige Kohlenwasserstoffe auf, die zwischen drei und acht Kohlenstoffarme besitzen. Durch dieses Verfahren, das man auch Ketonisierung nennt, verbinden sich Kohlenstoffketten miteinander – und längere Ketten entstehen. Zwei Kraftstoffe sind auf diesem Weg hergestellt worden, einer mit mehr Kohlenstoffatomen, einer mit weniger.

Kombination der Kraftstoffe bringt Ersparnis

Die Forscher untersuchten dann, inwieweit die beiden entstandenen Kraftstoffe den Vorgaben für Flugzeugtreibstoffe entsprechen. Weil der aus den längeren Ketten entstandene Kraftstoff sich schneller entzündet, kann er höchstens zu 20 Prozent dem fossilen Flugzeugkraftstoff beigemischt werden. Wenn man beide klimafreundliche Kraftstoffe kombiniert, dann kann dieser Mix unter Einhaltung der Vorgaben 70 Prozent eines Treibstoffs ausmachen. Und für einen Flug wären nur 30 Prozent fossiler Brennstoff nötig.

Die Forscher berechneten im Anschluss, wie viel Treibhausgas sich durch den so produzierten Kraftstoff einsparen ließe. Das Ergebnis: Durch die Verwendung von Essensresten werden 154 Gramm CO2-Äquivalente pro Megajoule eingespart. Der Herstellungsprozess führt zu Abgasen in Höhe von 99 Gramm CO2-Äquivalenten pro Megajoule, sodass insgesamt 55 Gramm pro Megajoule eingespart werden.

Bei der Verwendung von fossilem Jetkraftstoff entstehen dagegen 85 Gramm. Wenn die angestrebte Mischung von 70 Prozent nachhaltigem Kraftstoff zu 30 Prozent fossilem Kraftstoff erreicht werde, rücke ein klimaneutraler Kraftstoff in greifbare Nähe, erläutert das Team um Vardon.

Weniger Rußbildung

"Die Lebenszyklusanalyse zeigt die deutlichen Auswirkungen auf den CO2-Fußabdruck, wenn Lebensmittelabfälle von Mülldeponien zur Herstellung von nachhaltigen Kraftstoffen umgeleitet werden, und zeigt das Potenzial auf, die Ziele in Bezug auf Flugzeugkraftstoff-Sicherheit, Betriebsfähigkeit und Umwelt zu erreichen", schreiben die Forscher.

Ein weiterer Vorteil der Mischung mit 70 Prozent klimafreundlichem Kraftstoff ist, dass beim Verbrennen 34 Prozent weniger Ruß entstehen als beim Verbrennen von rein fossilem Kraftstoff. Rußpartikel aus Flugzeugtriebwerken tragen ebenfalls zum Treibhauseffekt bei.

(sb/dpa)

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