Abheben mit Biokerosin

Foto: dpa

Lufthansa wird ab März erstmals Pflanzentreibstoff auf einem Flughafen tanken. Doch zum breiten Einsatz ist es noch weit.

Oslo/Hamburg. Nach Biodiesel und E10-Benzin sollen Pflanzenkraftstoffe nun auch in die Luft gehen. „Flugzeuge der Lufthansa Group fliegen ab Oslo mit Biokerosin“, kündigte die Deutsche Lufthansa kürzlich an. Ab März hält der norwegische Flughafen als erster Airport der Welt den Treibstoff bereit, der allerdings zu 95 Prozent aus herkömmlichen Kerosin besteht. Den fünfprozentigen Pflanzenanteil liefert Neste Oil, bislang weltweit einziger kommerzieller Anbieter von Biokerosin. Das finnische Unternehmen produziert an seinen drei Standorten Porvoo (Finnland), Rotterdam und Singapur vor allem Biodiesel für Fahrzeuge. Der erfüllt jedoch nicht die hohen technischen Ansprüche an Flugzeugtreibstoff. Auch deshalb wird mit Hochdruck an Alternativen für den Luftverkehr geforscht.

Den Airlines läuft die Zeit davon. In ihrem internationalen Verband (IATA) hatten sie sich 2007 das Ziel gesetzt, dass Biokerosin bis zum Jahr 2017 einen Anteil von zehn Prozent ihres Treibstoffverbrauchs ausmachen soll. Dies ist ein Beitrag, um die Klimaziele der Branche zu erreichen: Kurzfristig will sie klimaneutral wachsen, langfristig (bis 2050) soll sich der Ausstoß von Kohlendioxid halbieren. Dazu werden neben effizienteren Flugzeugen und besseren Routenführungen auch alternative Kraftstoffe gebraucht.

Verschiedene Airlines haben bereits mit pflanzenbasierten Treibstoffen oder Treibstoffzusätzen experimentiert. Sie müssen den hohen Sicherheitsanforderungen des Luftverkehrs entsprechen. Eine technische Herausforderung ist beispielsweise die Tatsache, dass das Kerosin auch bei minus 50 Grad Celsius, die in großen Flughöhen herrschen, noch flüssig sein muss – und nicht etwa ausflockt und dadurch die Kraftstoffzuleitungen verstopft. Dieses Phänomen ist auch auf dem Boden gefürchtet, bei Dieselfahrzeugen. Deshalb müssen Tankstellen in Deutschland von Mitte November bis Ende Februar sogenannten Winterdiesel vorhalten, der mindestens bis minus 20 Grad frostsicher ist.

Das finnische Mineralölunternehmen Neste Oil verarbeitet Pflanzenöle in einem speziellen Prozess, um daraus Kraftstoffe definierter Qualität, etwa kälteunempfindliches Biokerosin, zu machen. Dazu werden in einem ersten Schritt Öle und Fette hydriert (Addition von Wasserstoff an die Moleküle), so dass ein Mix aus verschiedenen Kohlenwasserstoffketten entsteht. Diese werden in einem zweiten Schritt so umgewandelt, dass sie dem Diesel und Kerosin ähnlicher werden. Aus diesem Gemisch wird – ähnlich wie in einer Rohölraffinerie – der gewünschte Kraftstoff abdestilliert.

„Neste Oil nutzt teilweise relativ hochwertige Rohstoffe wie Palm- oder Rapsöl. Das macht die Produktion teuer“, sagt Prof. Martin Kaltschmitt vom Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH). „Ziel müsste es sein, Biokerosin aus Abfallprodukten herzustellen, damit es bei einem wieder ansteigenden Rohölpreisniveau irgendwann mit Mineralöl-Kerosin konkurrieren kann.“

Den Treibstoff aus hydrierten Ölen und Fetten (HEFA genannt) lieferte Neste Oil bereits 2011 an das Projekt BurnFair, bei dem Lufthansa den Biosprit testweise im Linienverkehr zwischen Hamburg und Frankfurt einsetzte. Auf 1187 Flügen wurde ein Triebwerk eines Airbus A321 mit einem Biokerosinanteil von 50 Prozent befeuert – Fazit: Das Gemisch kann problemlos eingesetzt werden. Abgasanalysen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt haben ergeben, dass Biokerosin in Bezug auf die Kondensstreifenbildung etwas weniger klimaschädlich ist als herkömmliches Kerosin. Als Rohstoffbasis dienten Jatropha (ölhaltige Nüsse, die giftig sind), Camelina (Leindotter, ölhaltige Samen) und Altfette – also Einsatzstoffe, die nicht als Nahrungsmittel dienen könnten.

Wissenschaftler der Leuphana Universität Lüneburg haben eine weitere Biorohölquelle für den Luftverkehr im Visier: die Macauba-Palme. Sie wächst wild auf dem ausgedehnten Grasland Brasiliens. Ihre Früchte werden bislang überwiegend als Viehfutter genutzt. Die Palmen stehen verstreut auf Weideland. Würde man sie auf 200 bis 300 Bäume pro Hektar verdichten (zum Vergleich: ein Fußballfeld misst 0,7 Hektar), ließe sich die Waldweidewirtschaft optimieren und aufgrund der riesigen Areale mehr Macauba-Öl produzieren als heute aus den Früchten der Ölpalme gewonnen wird, errechneten die Lüneburger Forscher.

Ein anderer Herstellungsweg nutzt Zucker als pflanzliches Ausgangsprodukt. Er wird zu Alkohol (Ethanol) fermentiert und dann zum Beispiel Benzin zugegeben (E10). Über andere Gärprozesse lassen sich aus Zucker weitere Alkohole und sogar langkettige Kohlenwasserstoffe erzeugen, die auch als Treibstoff genutzt werden können. Das US-Biotechnologieunternehmen Amyris spannt dazu Bakterien ein, um ein Produkt namens Farnesan herzustellen, das ähnliche Eigenschaften wie Kerosin hat. Auch diesen Treibstoff hat Lufthansa bereits getestet, im September 2014 auf einem Linienflug von Frankfurt nach Berlin. Kaltschmitt hält diesen Herstellungsprozess jedoch für sehr energieaufwendig und damit vergleichsweise teuer.

Zuckerrohr und -rüben sind die „klassischen“ Ausgangsstoffe für zuckerbasierte Treibstoffe. Doch auch aus Stärke lässt sich vergärbarer Zucker gewinnen. Oder – unter Einsatz von Enzymen – aus Holz und Stroh. Doch letztere Umwandlungsprozesse stünden noch am Anfang der großtechnischen Umsetzung, so Kaltschmitt, sie seien bisher „noch relativ langsam, ineffizient und damit teuer“.

Weitere Forschungsansätze wandeln mittels unterschiedlicher Verfahren feste Biomasse in Synthesegas um und produzieren daraus Kerosin. Oder sie verflüssigen die Ausgangsstoffe zu Biorohöl, das dann in einem Raffinerieprozess zu Kerosin aufgearbeitet wird. Und auch aus Biogas (Biomethan) lassen sich Treibstoffe synthetisieren.

„Zweifellos können wir aus technologischer Sicht hochwertiges Biokerosin herstellen. Aber der Kerosinpreis wird derzeit durch den niedrigen Ölpreis bestimmt. Verglichen damit ist Biokerosin deutlich teurer – unabhängig von der Produktionstechnik. Da außerdem keine staatlich festgelegte Quote zum Einsatz von Biokerosin besteht, haben derartige Treibstoff-Alternativen im Luftverkehr außer zu Versuchs- und Demonstrationszwecken bisher kein Bedeutung“, sagt Kaltschmitt. Einige Herstellungspfade stünden technologisch noch am Anfang, so der Biomasse-Experte, nötig sei hier eine deutlich bessere staatliche Förderung.

Was genau ab März als Biokerosin in Oslo in die Flugzeugtanks fließen wird, vermag Lufthansa-Sprecherin Sandra Kraft nicht zu sagen: „Das ist unserem Vertragspartner Statoil überlassen. Er musste uns aber zusichern, dass der Treibstoff selbstverständlich international zertifiziert ist. Das betrifft sowohl die technischen Eigenschaften als auch die Anforderungen an die Nachhaltigkeit des Biokerosins.“