Die Flugbranche gilt traditionell als Bereich, in dem es schwierig ist, CO2-Emissionen einzusparen. Denn während sich beispielsweise der Straßenverkehr leicht elektrifizieren lässt, sind Passagierflugzeuge üblicherweise auf Flüssigtreibstoffe angewiesen – und diese stammen bisher fast ausschließlich aus fossilen Quellen. Neue Ansätze für nachhaltiges Kerosin kommen erst sehr begrenzt zum Einsatz. Denn Technologien, die aus abgeschiedenem CO2 Treibstoff gewinnen sollen, sind noch nicht wirtschaftlich und brauchen viel Energie. Andere Ansätze, die Biomasse zur Kerosingewinnung nutzen, konkurrieren mit der Nahrungsmittelerzeugung und sind deswegen limitiert.
Nachhaltiges Potenzial
Ein Team um Jingran Zhang von der Harvard University in Cambridge hat sich nun mit einem Ansatz auseinandergesetzt, der als Ausgangsstoff eine Ressource nutzt, von der wir mehr als genug haben: Müll. „Angesichts der stetig wachsenden Menge an städtischen Abfällen und der nach wie vor schwierigen nachhaltigen Entsorgung bietet die Umwandlung von Müll in nachhaltige Kraftstoffe einen attraktiven Weg, um die Ziele von Null-Abfall-Städten und klimaneutralem Luftverkehr in Einklang zu bringen“, erklären die Forschenden. „Dieser Weg ist zuverlässig verfügbar, kostengünstig und verursacht geringe Emissionen.“
Für ihre Studie haben Zhang und seine Kollegen analysiert, wie viele Emissionen Treibstoffe aus Lebensmittelabfällen, Papier, Plastik und Co. während ihrer gesamten Herstellungskette und Verwendung verursachen – und wie viel sich damit gegenüber fossilen Energieträgern einsparen lässt. Dabei nutzten sie reale Daten zur Kraftstofferzeugung mit dem sogenannten Fischer-Tropsch-Vergasungsverfahren, bei dem Materialien bei hohen Temperaturen verbrannt und dabei mit Sauerstoff und Wasserdampf vergast werden. Das dabei entstehende Kohlenmonoxid reagiert unter bestimmten Druck- und Temperaturbedingungen mit Wasserstoff zu Kohlenwasserstoff-Ketten, die als Treibstoff dienen können.
Das Ergebnis: „Die Lebenszyklusanalyse zeigt, dass nachhaltiger Flugzeugkraftstoff auf Basis von Abfällen die Treibhausgasintensität im Vergleich zu herkömmlichem Treibstoff um 80 bis 90 Prozent reduzieren kann“, berichtet das Team. Entscheidend ist dabei allerdings die Effizienz des Vergasungsprozesses. Denn je nach Zusammensetzung des Gasgemischs wird nur etwa ein Drittel des Kohlenstoffs aus dem Abfall in Kraftstoff umgewandelt, während große Teile als CO2 ausgestoßen werden. Deshalb schlagen die Forschenden vor, während der Herstellung CO2 abzuscheiden. Wird bei der Vergasung außerdem grüner Wasserstoff hinzugefügt, der mit erneuerbaren Energien gewonnen wurde, lassen sich die Gesamtemissionen weiter reduzieren.
