Abheben ohne schlechtes Gewissen: Wie alternative Kraftstoffe den CO2-Ausstoß im Flugverkehr reduzieren können

„Ab in den Urlaub!“ ist wohl einer der beliebtesten Sätze im Jahr. Aber damit entsteht auch die Frage, wohin geht es und wie erreiche ich mein Traumziel? Nehme ich das Flugzeug oder fahre ich umweltschonender mit der Bahn? Die Sensibilität der Bevölkerung nachhaltiger zu agieren und bewusst einen erhöhten Treibhausgasausstoß, zum Beispiel durch einen Flug zu verhindern, wächst zusehends.

Je nach Ziel lässt es sich nicht immer vermeiden, die Reise per Flugzeug anzutreten. Allerdings gibt es vielversprechende Möglichkeiten in Zukunft die Treibhausgasemissionen von Flugzeugen durch alternative Kraftstoffe zu reduzieren.

Die Entwicklung und Bereitstellung dieser innovativen Kraftstoffe trägt zum siebten Ziel „Bezahlbare und saubere Energie“ sowie zum 13. Ziel „Maßnahmen zum Klimaschutz“ der 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (SDGs) bei.

Aktueller Stand zur Herstellung alternativer Kraftstoffe

Der Straßenverkehr wurde in den vergangenen Jahren zunehmend elektrifiziert, jedoch ist dies für den Luftverkehr aus verschieden Gründen derzeit nicht umsetzbar. Herkömmliche Batterien können bei gleichem Gewicht nur einen Bruchteil der Energie liefern wie Kerosin. Daher wäre ein batteriebetriebenes Langstreckenflugzeug so schwer, dass es nicht abheben würde. Deshalb sind für den Luftverkehr sogenannte synthetische Kraftstoffe eine vielversprechende Alternative, denn sie verursachen nur einen Bruchteil an Treibhausgasemissionen im Vergleich zu fossilen Energieträgern.

Die Herstellung von alternativen Kraftstoffen kann z.B. mit den sogenannten Power-to-X (PtX) Technologien umgesetzt werden, welche (erneuerbaren) Strom in chemische Energieträger umwandeln. Dabei wird die elektrische Energie genutzt, um Wasserstoff (Power-to-Gas) oder synthetische Kraftstoffe wie Diesel oder Kerosin (Power-to-Liquid) herzustellen. Wenn der Strom aus erneuerbaren Quellen, wie Wind- oder Solarenergie, bezogen wird, kann dies massiv zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen in der Treibstoffherstellung beitragen. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen ist das von der Firma CAPHENIA GmbH patentierte Power-and-Biogas-to-Liquid (PBtL) Verfahren. Hier wird aus Biogas, das aus organischen Abfällen gewonnen wird, sowie Wasser und Strom in einem drei Zonen-Reaktor Synthesegas erzeugt, das zu flüssigem Kraftstoff verarbeitet werden kann.

Derzeit kann durch die PtX-Technologien allerdings nur eine geringe Menge an alternativem Kraftstoff bereitgestellt werden. Kritische Aspekte sind nach wie vor ökonomische Faktoren, eine fehlende Produktionsinfrastruktur sowie ein nicht ausreichender Ausbau an erneuerbaren Energien. Letzterer Punkt sollte durch die vereinbarten Klimaabkommen jedoch zukünftig handhabbar sein.

Wie groß ist der Fußabdruck alternativer Kraftstoffe? - Das Projekt reTURN

Gemeinsam mit der CAPHENIA GmbH und dem Institut für Verbrennungstechnik des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bearbeitet das Internationale Zentrum für Nachhaltige Entwicklung (IZNE) der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg das Projekt „Recycling organischer Reststoffe und CO₂ zu Kraftstoffen“ (reTURN). Ziel des IZNE ist es, den von CAPHENIA patentierte PBtL-Prozess mit einer ökologischen Nachhaltigkeitsbetrachtung zu begleiten. Es werden Modelle entwickelt, die es ermöglichen, den CO₂-Fußabdruck der Gesamtherstellung von synthetischen Kraftstoffen für unterschiedliche Randbedingungen wissenschaftlich zu bewerten. Des Weiteren soll beurteilt werden, ob sich der Bau der Reaktoranlage ökologisch lohnt.

Forscherinnen und Forscher sind bemüht die PtX-Technologien nachhaltig voranzutreiben, sodass zukünftig ausreichende Mengen an alternativen Kraftstoffen erzeugt werden können, und wir mit einem besseren Gewissen Richtung Sonne starten können.

Verfasser*innen

Prof. Dr. Stefanie Meilinger, Felix Hönighausen und Eva Jurgeleit

Internationales Zentrum für Nachhaltige Entwicklung (IZNE)