CO₂-neutral fliegen – das streben die Airlines bis zum Jahr 2050 an. Aber grüner Treibstoff muss bis dahin nicht erst erfunden werden, ihn gibt es bereits. Mindestes zwei alternative Treibstoffe haben das Potential, herkömmliches Kerosin abzulösen. Doch bisher tanken Fluggesellschaften diese kaum.

Diese grünen Treibstoffe gibt es bereits

Schon seit dem Jahr 2011 wird sogenannter Sustainable Aviation Fuel (SAF) auf kommerziellen Flügen zu herkömmlichen Flugsprit beigemischt. Das ist Biosprit, der aus Hausmüll, Speiseöl sowie Bioabfall aus der Forstwirtschaft hergestellt wird. Im Jahr 2019 machte SAF laut dem Weltwirtschaftsforum allerdings nur 0,1 Prozent des gesamten weltweit verbrauchten Kerosins aus.

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Nachhaltig reisen: Wie das Fliegen „grüner“ werden könnte

Im Emsland steht die erste Anlage weltweit, in der Atmosfair klimaneutrales künstliches Kerosin unter anderem aus erneuerbaren Energien herstellt. Der Fachbegriff für diese Technik ist Power to Liquid (PtL). Zudem soll noch dieses Jahr unweit des Frankfurter Flughafens der Bau für die weltgrößte Pilotanlage für synthetisches Flugbenzin begonnen werden.

Die Lufthansa will jährlich mindestens 20 Tonnen (25.000 Liter) klimaneutrales Kerosin von Atmosfair abnehmen. Eine neue Buchungsmaske ermöglicht es auch, dass Passagierinnen und Passagiere bei der Ticketbuchung den nachhaltigen Flugtreibstoff SAF einfacher hinzubuchen können. In großen Mengen werden die Flieger aber nicht betrankt.

Erneuerbarer Strom, beispielsweise von Windrädern aus dem Umland, wird mit Wasser und CO2 aus der Umgebungsluft synthetisiert. Dabei entsteht der flüssige und und CO2-neutrale Kraftstoff, der dann von jedem Flugzeug getankt werden kann.

© Quelle: Lufthansa

Zwar könnten die Lufthansa und andere Airlines theoretisch nur mit Biokerosin oder PtL-Kerosin fliegen, ohne die Flugzeuge umbauen zu müssen, sagt Manfred Aigner, Direktor im Institut für Verbrennungstechnik des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) dem RedaktionsNetzwerk Deutschland (RND).

Geringe Produktion, hohe Kosten: Deshalb verwenden Airlines kaum grünen Treibstoff

Das größte Problem für beide nachhaltige Kraftstoffen sei aber, dass die bislang produzierbaren Mengen noch zu gering sind. Ein Airbus A380 verbraucht auf einem einzigen Transatlantikflug von Frankfurt nach New York etwa 115 Tonnen (115.000 Liter) Kerosin, wie das Portal „Airliners“ schreibt.

Die Anlage im Emsland kann bis zu einer Tonne des Power-to-Liquid-Kraftstoffs pro Tag produzieren. Das Pilotprojekt in Frankfurt soll künftig jährlich 3500 Tonnen des grünen Kerosins produzieren. Allein um den Bedarf am Frankfurter Flughafen zu decken, würden aber gut 4,7 Millionen Tonnen Kerosin pro Jahr benötigt. Selbst die weltgrößte Produktionsanlage diene lediglich dazu, Erfahrungen für die Massenproduktion zu sammeln.

Zum anderen sind die Kosten für die Herstellung bisher viel zu hoch: „Bei Anlagen dieser Größe, die zudem nicht auf mehrere Jahrzehnte Betrieb ausgelegt sind, liegen die Erzeugungskosten pro Liter Kerosin noch weit über 5 Euro“, heißt von Atmosfair in einer Mitteilung.

Den größten Effekt auf die Herstellungskosten hätten die hohen Stromkosten in Deutschland. In anderen Ländern mit hoher Sonneneinstrahlung lägen die Strompreise dank Fotovoltaik erheblich niedriger. Verbrennungstechnikexperte Aigner ist sich daher sicher, dass für die fortschreitende Produktion ein Großteil an erneuerbarer Energie nach Deutschland importiert werden muss. Oder in Zukunft synthetische Kraftstoffe direkt importiert werden.

Beim SAF ist es ähnlich: Es gibt es derzeit noch nicht genügend Speiseöl, landwirtschaftliche Abfallprodukte und Co, um die Industrie in nennenswertem Umfang zu beliefern. Die Produktion von kostengünstigen Biokraftstoffen müsste ausgebaut und mehrere Tausend Produktionsanlagen gebaut werden. Bisher sei aber normaler Düsentreibstoff günstiger als der Biokraftstoff, sodass die durch die Pandemie gebeutelten Airlines keinen Anreiz hatten, um in SAF zu investieren, berichtet „CNN“.

Außerdem werde derzeit das künstliche Kerosin herkömmlichem Flugzeugsprit nur beigemischt, da nicht auszuschließen sei, dass irgendwo noch Flugzeuge mit altem Dichtungssystem existieren. Daher dürfen derzeit nur maximal 50 Prozent des synthetischen Kraftstoffs den fossilen Brennstoffen beigemischt werden. „Diese Vorschriften werden aber mit Sicherheit bald geändert, sodass man bald zu 100 Prozent mit CO₂-neutralem Kerosin fliegen darf.“

Wäre das Fliegen mit grünem Kraftstoff wirklich klimaneutral?

Allerdings wären Flüge mit grünem Treibstoff damit nicht absolut klimaneutral. Der Anteil der globalen Luftfahrt am durch Menschen verursachten Klimawandel beträgt 3,5 Prozent. Davon fällt Forschern der Manchester Metropolitan University zufolge ein Drittel auf CO₂-Emissionen. Zwei Drittel hingegen sind auf andere Effekte wie Kondensstreifen und Eiskristallwolken zurückzuführen, die von den Triebwerken erzeugt werden können.

Dennoch habe zumindest der synthetische Kraftstoff einen positiven Einfluss, sagt Aigner mit Blick auf eine Untersuchung des DLR. „Wir haben viele Testflüge mit einem Airbus 320 durchgeführt – das ist ein normales Passagierflugzeug, das zum Beispiel nach Mallorca fliegt. Diesem sind wir mit einem Messflugzeug hinterhergeflogen und haben die Schadstoffe im Flug in der Luft gemessen.“ Mit den synthetischen Kraftstoffen hätten die Feinstaubpartikel, welche für die Kondensstreifen sorgen, stark reduziert werden können. Aigner bezeichnet den Kraftstoff sogar als „Wunderstoff, der die Luftfahrt wesentlich weiterbringen wird“. Dennoch müsste Um die Pariser Klimaziele zu erreichen, bis 2050 der gesamte Flugbetrieb auf CO₂-neutrales Kerosin umgestellt werden.

An diesen Alternativen forscht die Luftfahrt außerdem

Die eine Lösung ist Ptl-Kraftstoff aber nicht. Das DLR forscht auch an Wasserstoff, Brennstoffzellen und Batterien als Alternativen. Für die Langstrecke seien diese zwar nicht geeignet, so Aigner, aber für Flüge auf der Mittel- und Kurzstrecke.

„Wasserstoff ist da einfacher herzustellen als PtL-Kraftstoffe“, so der Luftfahrtexperte. „Vor allem, weil wir nicht genügend erneuerbare Energiequellen haben, könnte es sinnvoll sein, diesen in Deutschland zu produzieren.“ Die Herausforderung: Wasserstoff lasse sich zwar in den gleichen Turbinen verbrennen wie Kerosin, benötige aber andere Brennkammern sowie ein größeres Tankvolumen. „Selbst, wenn wir den Wasserstoff tieffrieren, braucht der viermal so viel Tankvolumen wie bei Kerosin“, so Aigner.

Diese möglichen Flugzeugtypen für die Zukunft hat Airbus entworfen. Darunter: ein Wasserstoffflugzeug in Form einer Flunder. Denn Wasserstoff braucht bei selber Energie viermal so viel Volumen wie hochenergetisches Kerosin. Dieses Volumen muss das Flugzeug irgendwie bereitstellen. Dafür braucht man ein größeres Rumpfvolumen.

© Quelle: Airbus

Die Folge: Die Flugzeuge müssten anders gebaut werden. „Wir bringen den Wasserstoff nicht mehr im Flügel unter, sondern müssen einen Teil des Rumpfes dazunehmen.“ Für diese Flugzeuge müsste gleichzeitig eine entsprechende Infrastruktur an den Airports geschaffen werden. Aigner schätzt, dass die ersten Wasserstoffflugzeuge kommerziell im 2040 fliegen könnten.

Brennstoffzellen sowie Batterien kommen hingegen eher auf Kurzstrecken zum Einsatz. Wobei Batterien eher für extrem kurze Strecken beziehungsweise Flugtaxis geeignet seien, weil sie viel Volumen benötigten, sehr schwer und zudem teuer seien.

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mit dpa