Erneuerbare Treibstoffe für Flugzeuge: Technisch machbar, aber noch teuer
Wasserstoff, Treibstoff aus Holz, Algen oder Reststoffen sind ein Thema in der Luftfahrt. Sie werden als Kerosin-Ersatz durchgespielt und getestet.
Flugzeuge können problemlos mit erneuerbaren Energien fliegen – technisch gesehen. So schwärmt etwa die Lufthansa längst von „Sustainable Aviation Fuel“ (SAF) und meint damit „nachhaltige Kraftstoffe auf Basis von Reststoffen, holzartiger Biomasse und künftig erneuerbarer elektrischer Energie“. Im Prinzip lassen sich sogenannte synthetische Kraftstoffe oder Designerkraftstoffe so produzieren, dass sich ihre Eigenschaften nicht von den fossilen Pendants unterscheiden.
Die Optionen sind vielfältig. Rund eine Million Tonnen SAF werden weltweit bereits jährlich erzeugt; im Vergleich zum Kerosinverbrauch sind das gleichwohl nur Promille. Die Biomasse-Treibstoffe können zum Beispiel aus Stroh, Bioabfällen, Klärschlamm, Holz oder Energiepflanzen wie Jatropha stammen. Auch Speiseöl wurde schon eingesetzt; einen Treibstoff daraus mischte jüngst die Air France bei einem Langstreckenflug bei. Ruhiger geworden ist es hingegen um Algen: „Der Algenhype ist vorbei“, sagt Manfred Aigner vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Des weiteren gibt es – bislang nur in Labormengen – flüssige Kraftstoffe, die mittels überschüssigen Ökostroms synthetisiert werden (Power-to-Liquid, PtL). Und auch Wasserstoff ist eine Option, die aber wegen des nötigen Tankvolumens auf Kurzstrecken beschränkt ist. Airbus will bis 2035 ein entsprechendes Passagierflugzeug bauen. Auch batterieelektrisches Fliegen ist möglich, aber nur in Kleinflugzeugen. Unter dem Namen CoCoRe haben Forschende des DLR gemeinsam mit dem Bauhaus Luftfahrt letztes Jahr eine Konzeptstudie eines hybrid-elektrischen 19-Sitzers abgeschlossen. Für die Praxis ist das jedoch schon wieder zu groß.
Das Hauptproblem aller erneuerbaren Flugkraftstoffe ist ihr Preis: Sie sind „gegenüber fossilem Kerosin bisher und auch zukünftig sehr teuer“, räumt Aireg, die Aviation Initiative for Renewable Energy in Germany, ein. Dadurch werde „ihr Markteintritt stark beeinträchtigt“.
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Aufschlag fällig
Das weiß auch die Lufthansa. Ihr „innovativer Biotreibstoff“ sei „drei- bis fünfmal so teuer wie fossile Flugtreibstoffe“, schreibt das Unternehmen. Also bekommen nur freiwillig zuzahlende Kunden das „CO2-neutrale, synthetische Kerosin“ offeriert. Bucht man dieses über die Lufthansa-Plattform Compensaid, garantiert die Fluglinie, den Biotreibstoff „innerhalb der nächsten sechs Monate in den Flugbetrieb einzuspeisen“. Der Aufschlag beläuft sich auf rund 40 Euro für einen Inlandsflug und gut 250 Euro für einen Flug nach New York.
In welchem Maße Ökotreibstoffe billiger werden, ist fraglich. Steigende Produktionsmengen dürften einerseits die Preise senken. Andererseits werden sowohl Biomasse als auch strombasierte Gase (Wasserstoff) und Flüssigkeiten (PtL) künftig auch im Wärme- und Stromsektor stark nachgefragt sein. Das dürfte zumindest phasenweise auch die Preise der erneuerbaren Kraftstoffe treiben.
Leser*innenkommentare
Mika
Was hier "Ökotreibstoffe" genannt wird, ist nicht ökologisch. Außer man hat "ökologisch" auf "CO2-neutral" eingedampft, wie es leider oft geschieht. Um diese Kraftstoffe in den erforderlichen Mengen zu produzieren, braucht man bei allen Technologien sehr viel zusätzliche Fläche. Diese Fläche ist in der Realität nicht vorhanden. Schon gar nicht, wenn demnächst 30 Prozent der Erdoberfläche unter Schutz gestellt werden.
Tom Farmer
Das Hauptproblem ist keinesfalls der Preis! Das Hauptproblem ist, dass aus Biomasse gewonnener Treibstoffe nur einmal verbrannt werden kann. Biomasse ist flächengebunden und das meiste ist bereits in Nutzung. Sei es als Baumaterial oder Möbel, als Tierstreu- oder Futter, als Kompost, als Holz-Brennstoff,Nahrung für Menschen ... Soll man das denen alles wegnehmen?
Es steht nicht mal anssatzweise genug Biomasse zur Verfügung um den Bedarf an Brennstoffen für Auto oder Flugzeug biobasiert zu decken.
Alles Nebelkerzen der Industrie und Politik und z.T. auch Wissenschaft im Rennen um Fördermittel.
jox
@Tom Farmer Ja, an der Vernebelung beteiligen sich auch Forschungsinstitute.
Anders kann ich mir die völlig absurden Veröffentlichungen gewisser Institute, die gerade behaupten, der Hauptteil der Klimawirkung beim Fliegen beruhe auf Kondensstreifen anstatt dem CO2 und das wäre ziemlich einfach mit Biosprit in den Griff zu bekommen, wirklich nicht erklären.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Tom Farmer Wenn sie den gesamten Regenwald abholen, dann schon.
jox
Der Artikel geht am Hauptproblem vorbei. Das Hauptproblem der Luftfahrindustrie ist, dass Fliegen mit realer heutiger Technik niemals nachhaltig ist.
Das Beste was wir machen können, ist das Fliegen wo immer möglich auf Null zu reduzieren.
Es gibt natürlich aussergewöhnliche Situationen, wo die beste Lösung ist zu fliegen, etwa wenn ein Kind mit einem Herzfehler nach der Geburt in einer Spezialklinik operiert werden muss. Oder Forschung zur Erdbeobachtung.
Aber weder Geschäftsreisen noch Tourismus zählen für mich zu solchen Notfällen.
Den meisten Leuten ist gar nicht bewusst, wie viel CO2 schon ein Mittelstreckenflug in die Luft pustet und dass Fliegen ganz ganz schnell den überwiegenden Teil der CO2-Emissionen eines Normalbürgers ausmacht. Das kann jede/r selbst nachprüfen, mit diesem CO2-Rechner vom Umweltbundesamt:
uba.co2-rechner.de/de_DE/
Ich selbst kam vor einer Weile daraus, dass mit *einem* jeweils zweistündigem Flug pro Jahr das Fliegen *ein Drittel* meiner gesamten Emissionen ausmacht. Und seitdem fliege ich nicht mehr.
Und nun geht die Luftfahrtindustrie hin und versucht ihr unrettbares Produkt grün zu waschen. Liebe Leute, es geht nicht. Man kann gern Ingenieure damit beschäftigen, was besseres für die Zukunft zu entwickeln, das ist schließlich deren Job. Aber von neuen Techniken mit Fairy Dust und Magie zu schwafeln, die es einfach nicht gibt, um das Gewissen der Flugreisenden zu beruhigen, das ist einfach greenwashing und unredlich, und wird zu nichts führen als die Lage zu verschlimmern.
Dazu zählt insbesondere auch die ganze Geschichte mit Biosprit. Wieso soll beim Flugzeug funktionieren, was beim Auto unterm Strich schadet? Das wurde doch schon intensiv durchgerechnet??
Wenn wir CO2 sparen wollen und nicht den Planeten zerstören wollen, dann lassen wir das Fliegen mal sein. Es gibt ja auch noch andere, und oft viel schönere, Arten zu reisen.
Fro Biler
Ja der Preis des geraubten Öl ist viel zu billig .
Wir verheizten in 100jahre lang das was die Erde an Sonne über 100-3000 MillionenJahren speichern konnte, um unseres Leben heute ermögliche.
Alsso sovort kerosin preis rauf und damit regenerativ günstiger wird. Sonst wird das delema nie beseitigt , wie die letzten 30+jahre zeigen. Aber nur iternational machbar.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@Fro Biler Naja geraubt ist es eher nicht. Oder würden sie den Drogenabhängigen Räuber und den Dealer Opfer nennen.
Weiterhin ist die in den Fossilen Rohstoffen gespeicherte Energie Pillepalle gegenüber der durch CO2 kumuliert eingefangenen Sonnenenergie.
Pele
Hey wow, das ist doch Mal ne Ansage, das sind Preissteigerungen für synthetische Kraftstoffe, die unter dem Preissturz im Flugverkehr der letzten 20 Jahre liegen, insofern kann man, berücksichtigt man die Zeit zum Aufbau einer Infrastruktur zur Bereitstellung von Synfuel sehr gut planen wann der Flugverkehr CO2 neutral ist. SAF dagegen ist absolut abzulehnen, die Preissteigerungen zur Lebensmittelerzeugung wären nicht vertretbar. Danke für die umfassende Darstellung zu Treibstoffalternativen im Flugverkehr. Sozial weil ökologisch.
17900 (Profil gelöscht)
Gast
Es wird an Verfahren gearbeitet, die nicht auf Erdöl als Rohstoff basieren. Außer Biokerosin ist zum Beispiel die Sun-to-Liquid-Technologie in Entwicklung. Das System scheidet Kohlendioxid und Wasser aus der Luft ab und wandelt es in einer mehrschrittigen thermochemischen Prozesskette in Wasserstoff und Kohlenmonoxid um. Aus diesem Syngas kann dann Kerosin produziert werden.[6] Forschende der Empa und des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben 2021 die Initiative »SynFuels« gestartet.[7] (wikipedia)
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@17900 (Profil gelöscht) Dazu brauchen sie horrende Energiemengen. Wie wäre es Energie sparen. Z.b. einen Stuhl kaufen, auf dem sie hundert Jahre sitzen können. Oder ein Auto, dass zwanzig Jahre fährt?
tomás zerolo
"drei- bis fünfmal so teuer wie fossile Flugtreibstoffe"
Klarer Fall also: entsprechend stark muss dann konventionelles Kerosin besteuert werden.
Der Markt wird's schon regeln :-O
hedele
Der Irrtum ist einfach, dass man fast kostenlos aus der Erde sprudelndes Erdöl durch irgendetwas Gleichartiges ersetzen könnte. Natürlich wird es immer Flugzeuge geben, nur leisten können sich einen Interkontinentalflug dann eben nur noch Spitzenverdiener.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
Wegen eines Anteils von 4% am Treibhauseffekt riskiert man, das sich mit der Förderung synthetischer Fuels für die Luftfahrt diese Alternative auch für den Verkehr am Boden etablieren kann. Auf dass die chemische Industrie ihre Gewinne nicht verliert. Finanziert durch uns alle reiben sich die alten CO2 Schweine die Hände.
sollndas
@4813 (Profil gelöscht) ...das sich mit der Förderung synthetischer Fuels für die Luftfahrt diese Alternative auch für den Verkehr am Boden etablieren kann."
Ja. Was ist daran schlecht? Für eine netto CO2-freie Enegieversorgung brauchen Sie Langzeitspeicher [1], damit Ihr Auto auch im Winter fährt, wenn Schnee auf Ihren Solarmodulen liegt und Ihre Wärmepumpe auf voller Leistung läuft. Also für Ihr E-Auto mindestens rückverstromten Wasserstoff. Oder, da der etwas unhandlich zu handhaben und lagern ist, rückverstromte E-Fuels.
Rechnen Sie bitte mal Wirkungsgradketten und Kapitalbedarf der verschiedenen Varianten durch.
Unabhängig davon: Wenn Sie übriges Geld haben, dann stecken Sie das besser in die Erzeugung von Ökostrom und nicht in den Verbrauch von Strom.
[1] Sie können natürlich auch Atomkraftwerke nehmen, wenn Ihnen die lieber sind.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@sollndas Na, dann rechnen wir mal:
Wasserstoff aus Windstrom -> 60% Wirkungsgrad. Mit Wasserstoff und CO2 Synthetische Fuels herstellen -> 40% Wirkungsgrad. Synthetische Fuels im Motor verbrennen -> 28% Wirgungsgrad.
Das heißt aus 1000 kWh Windstrom haben sie 67,2 kWh kinetische Energie erzeugt - also 92,3% Windstrom vernichtet.
Leider fehlt bei der Rechnung noch der Kohlenstoff. Wo kommt der her und wieviel Energie braucht es um ihn in den Tank zu bringen?
sollndas
@4813 (Profil gelöscht) Na dann rechnen wir mal dagegen, wie das mit Ihrem E-Auto im Winter ist (ich nehme mal Ihre Zahlen):
Wasserstoff aus Windstrom -> 60% Wirkungsgrad. Mit Wasserstoff und CO2 Synthetische Fuels herstellen -> 40% Wirkungsgrad. Synthetische Fuels im Motor verbrennen -> 28% Wirkungsgrad. Daraus Strom machen: 95 % Wirkungsgrad. Übertragung, Ladeelektronik: 95 % Wirkungsgrad. Akku: 90 % Wirkungsgrad. E-Motor/Kraftübertragung: Im Mittel ca. 60 % Wirkungsgrad. Ergebnis: Gesamtwirkungsgrad 3,28 %.
Etwas weniger schlecht wird das Ergebnis, wenn wir (im Sommer) Wasserstoff direkt rückverstromen: Wasserstoff aus Windstrom -> 60% Wirkungsgrad. Wasserstoff komprimieren oder tiefkühlen: 20 % Verlust. Diffusions- oder Verdunstungsverluste: 5 %. Brennstoffzelle: 50 % Wirkungsgrad. Übertragung, Ladeelektonik: 95 % Wirkungsgrad. Akku: 90 %. E-Motor/Kraftübertragung: Im Mittel ca. 60 % Wirkungsgrad. Ergebnis: 10,4 % Gesamtwirkungsgrad.
Dann nehmen wir noch den Kapitalbedarf und die der Ökostromproduktion entzogene Kapitalbindung für E-Autos und Ladeinfrastruktur und rechnen die gegen erforderliche Investitionen für die E-Fuelpoduktion...
Ergebnis: Soo aus der Welt sind die E-Fuels nicht.
Aber mit Atomstrom werden die E-Autos natürlich richtig attraktiv :-)
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@sollndas Was für eine Rechnung!
Sie verbreiten Unsinn. Aus 95*95*90*60% zaubern sie 3,28%.
Im Winterhalbjahr bläst der Wind am stärksten. Im Sommerhalbjahr scheint die Sonne am hellsten.
Und die Sahara ist nicht weit.
In ihrem E-Auto können sie für 400km Strom speichern. Brauchen tun sie im Durchschnitt max. 50km pro Tag. Können sie also 90kWh bei Bedarf an das Netz zurück geben.
Oder einen Stromspeicher im Haus installieren. Das wird billiger als ihre die Chemieindustrie pampernde Lösung.
sollndas
@4813 (Profil gelöscht) "Aus 95*95*90*60% zaubern sie 3,28%."
Sie haben die 0,6*0.4*0,28 vorher vergessen...
"In ihrem E-Auto können sie für 400km Strom speichern. Brauchen tun sie im Durchschnitt max. 50km pro Tag."
Und damit komme ich durch den Winter?
"Und die Sahara ist nicht weit."
Ok., da fahre ich dann mal kurz hin zum Aufladen.
4813 (Profil gelöscht)
Gast
@sollndas Fahren sie zum Tanken nach Saudi Arabien?
😱
sollndas
@4813 (Profil gelöscht) Ach, vergessen wir's. Sie haben ja die Katze schon mal aus dem Sack gelassen:
"Da ist für mich Atomkraft inzwischen eine bedenkenswerte Alternative."
Quelle: taz.de/Gutachten-z...danlagen/!5758426/
christoph ganter
Wenn man die Gesamtschäden des Kerosins auf den Preis draufschlägt, ist es am Ende sicher nicht mehr viel billiger als die SAF. Es ist jedoch wie bei der Braunkohle, subventionieren, billigen Strom anbieten und am Ende, die Milliardenschäden dem Steuerzahler und nicht den Firmen aufbürden.
Daniel Drogan
@christoph ganter Man hätte auch Atomenergie nehmen können.
Diese Punkte da der Experten sind wieder mal so extrem schwammig.
Aber klar lieber erstmal die endlichen Rohstoffe anzapfen, dann muss sich nichts ändern und nach uns die Sintflut.
Jetzt gehen wir von Kerosin/Benzin zu Elektro, wo es dann andere "endliche Rohstoffe" gibt. Der Druck über Angebot/Nachfrage muss ja bleiben.
Blöd wenn wir Sonnen-/Wind-/etc.-Energie beziehen, dann können die armen Energieunternehmen ja gar nicht mehr soviel verdienen. Welch Schreckensszenario, oder?
*kannSpurenvonSarkasmusenthalten*
Martin L.
Der Preis ist nicht das alleinige Kriterium. E-fuels verfügen bei ihrer Herstellung aus Windstrom lediglich noch um