Nachhaltige Flugzeugkraftstoffe: Technologien, Potenziale und Herausforderungen
Nachhaltige Flugkraftstoffe werden eine wichtige Rolle spielen müssen, wenn der Luftfahrtsektor seinen Kohlenstoff-Fußabdruck deutlich reduzieren will. Bislang ist die Kommerzialisierung jedoch nur langsam vorangekommen, und die derzeitige Politik hat sich als unzureichend erwiesen, um die Kommerzialisierung und den breiten Einsatz der verschiedenen in einem Bericht von IEA-Bioenergy beschriebenen Technologien zu beschleunigen.
„Progress in Biojet“ – der von IEA Bioenergy Task 39 erstellte Bericht bietet eine umfassende Analyse der aktuellen und potenziellen Technologien zur Herstellung von nachhaltigen Flugkraftstoffen auf Biomassebasis (Biojet/SAF) – Titel © IEA
Wie in der jüngsten IEA-Publikation Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector beschrieben, werden zwar auch synthetische wasserstoffbasierte Flugzeugtreibstoffe in Zukunft eine wichtige Rolle spielen, kurz- bis mittelfristig werden jedoch Biojet-Treibstoffe überwiegen. Es wird erwartet, dass kommerziellen batterieelektrischen und wasserstoffbasierten Flugzeugen im Zeitrahmen von 2050 weniger Bedeutung zukommen wird.
Die jährlichen Mengen an Biojet-Kraftstoff sind in den letzten Jahren gestiegen, von weniger als 10 Millionen Litern im Jahr 2018 auf wahrscheinlich mehr als 1 Milliarde Liter im Jahr 2023 (und potenziell ~8 Milliarden Liter im Jahr 2030!), wobei der überwiegende Teil dieser Mengen aus Lipiden/Oleochemikalien über den HEFA-Weg (hydrierte Ester und Fettsäuren) stammt. Wie im Bericht beschrieben, ist die Veredelung von Fetten, Ölen und Fetten (FOGs) zu HEFA voll kommerzialisiert und die Biojet-Produktion ist im Vergleich zu anderen Pfaden relativ einfach. Derzeit werden diese Anlagen hauptsächlich zur Herstellung von erneuerbarem Diesel verwendet (aufgrund von Anreizmaßnahmen für den Straßenverkehr), jedoch könnten etwa 15 % dieses erneuerbaren Diesels abgetrennt und als Biojet/SAF verwendet werden, sofern in der Raffinerie eine zusätzliche Infrastruktur eingerichtet wird.
Der Bericht fasst die verschiedenen Technologien zusammen, die derzeit verfolgt werden, um Biojet/SAF aus alternativen Rohstoffen herzustellen, wobei in den nächsten Jahren mehrere Anlagen im kommerziellen Maßstab in Betrieb gehen werden. Zu den verschiedenen Technologien gehören Vergasung und Fischer-Tropsch zu Jet, Alkohol zu Jet und katalytischer Hydrothermolyse-Jet (CHJ). Mehrere dieser Verfahren und Kraftstoffe haben bereits die ASTM-Zertifizierung für den Einsatz in der kommerziellen Luftfahrt erhalten. Andere Technologien, wie Pyrolyse und hydrothermale Verflüssigung, befinden sich zwar in der Entwicklung, sind aber noch nicht ASTM-zertifiziert.
Da der Einsatz von HEFA durch die begrenzte Verfügbarkeit von Fetten und Ölen eingeschränkt ist, müssen die meisten Technologien/Pfade zu Biojet/SAF weiterverfolgt werden, wenn wir die signifikanten Treibstoffmengen liefern wollen, die für die Dekarbonisierung der Luftfahrt erforderlich sind.
Wie im Bericht hervorgehoben wird, sind einige der Biojet/SAF-Verfahren mit hohen Kapital- und Rohstoffkosten konfrontiert, während einige der anderen Ansätze mit technologischen Herausforderungen zu kämpfen haben. Der Bericht erkennt an, dass die Preise für Biojet/SAF-Kraftstoff wahrscheinlich deutlich höher bleiben werden als die für konventionellen Düsenkraftstoff. Es werden die „richtigen“ politischen Maßnahmen benötigt, um die Preislücke zu schließen und Anreize für die Produktion und Verwendung von Biojet-Kraftstoffen und anderen nachhaltigen Flugkraftstoffen zu schaffen.
Obwohl laufende Verbesserungen und Optimierungen der verschiedenen Prozesse die Kosten für die Produktion und Verwendung von Biojet/SAF weiter senken werden, wird das Erreichen der Dekarbonisierungsziele des Sektors eine Herausforderung sein und erfordert ein starkes Engagement des Luftfahrtsektors.