Nachhaltige Flugkraftstoffe sollen einen Großteil zur Dekarbonisierung des Flugverkehrs beitragen. (Bild: liliya – stock.adobe.com)
Das Flugzeug gilt als großer Klimakiller, nicht umsonst hat sich in den letzten Jahren der Begriff „Flugscham“ etabliert. Bei genauerer Betrachtung trägt der Luftverkehr laut den Zahlen des Bundesverbands der Deutschen Luftverkehrswirtschaft zwar „nur“ 3 % zu den weltweiten Emissionen bei – im Vergleich zu 18 % beim Straßenverkehr. Um die weltweiten Klimaziele zu erreichen, kommt der Dekarbonisierung des Sektors aber trotzdem hohe Bedeutung zu – zumal die weltweiten Passagierzahlen, insbesondere in Asien, weiter deutlich steigen werden, ebenso wie der politische Druck.
Den Flugverkehr zu dekarbonisieren, also von fossilen Brennstoffen wegzukommen und die CO2-Emissionen zu reduzieren, stellt eine komplexe Herausforderung dar. So sind anders als im Straßenverkehr Elektroantriebe – zumindest vorerst – vor allem auf Langstrecken nur eine theoretische Möglichkeit. Dies liegt vor allem am hohen Gewicht und der niedrigen Energiedichte von Batterien im Vergleich zu flüssigen Kraftstoffen sowie der mangelnden Ladeinfrastruktur. Eine Lösung können nachhaltige Flugkraftstoffe (engl. Sustainable Aviation Fuels, SAF) darstellen.
Was sind Sustainable Aviation Fuels (SAF)?
Sustainable Aviation Fuel (SAF) ist der Oberbegriff für alle Flugkraftstoffe, die ohne den Einsatz fossiler Rohstoffe wie Erdöl hergestellt werden und einen reduzierten CO2-Fußabdruck aufweisen. Für die Herstellung von SAF gibt es verschiedene Verfahren – sowohl mit biogenen als auch mit nicht-biogenen Rohstoffen. Die heutigen SAF werden hauptsächlich aus biogenen Reststoffen wie Altspeiseöl hergestellt.
Als so genannte "Drop-in"-Lösung wird es vor dem Transport zum Flughafen mit herkömmlichem Kerosin gemischt. Der nach der Kraftstoffspezifikation zulässige maximale Beimischungsanteil von SAF liegt derzeit bei 50 % – die Kraftstoffnormen sollen jedoch angepasst werden und bis 2030 auch den Einsatz von 100 % SAF ermöglichen.
Wie nachhaltig sind SAF und wieviel Emissionen sparen sie?
In reiner Form kann SAF aus biogenen Reststoffen die CO2-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichem Kerosin mit den derzeit üblichen Herstellungsverfahren um bis zu 80 % reduzieren. Mit neuen Power-to-Liquid-Verfahren (PtL), also der Herstellung durch die Umwandlung von elektrischem Strom in Flüssigkraftstoffe, und einer vollständig dekarbonisierten Lieferkette sind jedoch auch Emissionsreduzierungen bis zu 100 % im Vergleich zu fossilem Kerosin möglich. In unserem Hintergrund-Artikel zu Power-to-Liquid-Verfahren erfahren Sie mehr zur Herstellung und zum Einsatz sogenannter E-Fuels.
Die Organisation Air Transport Action Group (ATAG), in der unter anderem die Flugzeugbauer Airbus und Boeing sowie große europäische und amerikanische Fluggesellschaften engagiert sind, geht davon aus, dass SAF einen Großteil zur Dekarbonisierung des Flugverkehrs beitragen werden. Je nach Szenario beträgt der Anteil von SAF an der Emissionsreduzierung zwischen 53 und 71 % – der verbleibende Anteil geht unter anderem auf Effizienzsteigerungen und andere Technologien zurück.
Wie werden SAF produziert?
Der „sauberste“ Weg zur Herstellung von SAF sind sogenannte Power-to-Liquid-Verfahren (PtL), also die Herstellung von flüssigen Kraftstoffen mit Hilfe von (grünem) Strom, etwa über die Elektrolyse von Wasserstoff. Diese Verfahren befinden sich allerdings erst noch im Entwicklungsstadium. Und werden noch nicht großtechnisch für die Kerosinherstellung eingesetzt.
Der derzeit mit Abstand am weitesten verbreitete Weg der Herstellung von SAF ist das sogenannte HEFA-Verfahren (kurz für: Hydrogenated Esters and Fatty Acids, deutsch: Hydrierte Ester und Fettsäuren). Hierbei werden pflanzliche und tierische Fette, etwa Altspeiseöl, zunächst gereinigt und der Sauerstoff durch die sogenannte Hydrodeoxygenierung entfernt. Anschließend werden die Kohlenwasserstoffe gecrackt und auf die passende Kettenlänge isomerisiert.
Weitere, deutlich weniger verbreitete Verfahren zur Herstellung von nachhaltigem Flugkraftstoff sind das Alcohol-to-Jet-Verfahren (AtJ), also durch die Umwandlung von Biomasse in Ethanol und schließlich in Kraftstoff, oder durch die Fischer-Tropsch-Synthese, also die Hydrierung von Kohlenmonoxid.
Während bis 2025 laut World Economic Forum noch knapp 88 % des SAF per HEFA hergestellt wird (der Rest entfällt zu gleichen Teilen auf AtJ und Fischer-Tropsch), wird die Bedeutung der sich noch in der Entwicklung befindenden Verfahren steigen. Die Luftfahrt-Organisation ATAG rechnet damit, dass ab 2030 die Bedeutung von PtL zunehmen wird und 2050 etwa die Hälfte der SAF-Produktion abdecken wird.
Wieviel SAF wird in Zukunft benötigt?
Die ATAG geht davon aus, dass die globale Luftfahrt bis 2050 zwischen 330 und 445 Mio. t (ca. 410 bis ca. 555 Mrd. l) SAF pro Jahr benötigen wird. Dies ist auch auf zunehmende gesetzliche Regularien zurückzuführen. So will etwa die Europäische Union mit der Initiative „Refuel EU Aviation“ neue Vorschriften für den Einsatz von SAF erlassen. Laut dem Vorschlag müssten Anbieter an EU-Flughäfen dem Kerosin einen Mindestanteil nachhaltiger Flugkraftstoffe beimischen, beginnend mit einem Anteil von 2 % bis 2025, der bis 2050 auf 70 % steigen soll.
Schon für die zuvor diskutierte, schwächere Forderung von 63 % bis 2050 hat die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) einen Bedarf von 2,3 Mio. t (ca. 2,8 Mrd. l) SAF bis 2030 errechnet. Bis 2040 würden demnach allein durch diese Vorschriften dann etwa 14,8 Mio. t (ca. 18,5 Mrd. l) SAF benötigt und bis 2050 28,6 Mio. t (ca. 35,75 Mrd. l).
