DE | EN

CO2-neutral fliegen

Kann CO2 komplett vermieden werden?

Bei der Frage, ob Fliegen ohne CO2-Emissionen möglich ist, spielen alternative Kraftstoffe und elektrische Antriebe eine zunehmende Rolle. Während alternative Kraftstoffe aus Biomasse technisch gesehen in konventionellen Triebwerken eingesetzt werden können, stecken die Herstellung von Kerosin aus Erneuerbaren Energien und die Entwicklung von elektrischen Antrieben noch in den Anfängen. Um langfristig CO2-frei fliegen zu können, bedarf es

a) einer noch verstärkten Forschung und Entwicklung und

b) einer Förderung, um deren Anwendung marktfähig zu machen.

Alternative Kraftstoffe in der Luftfahrt

Der Luftverkehr wird auch in den nächsten Jahrzehnten weltweit weiter wachsen. Das bedeutet, dass die Fluggesellschaften auch immer mehr Treibstoff benötigen werden. Kerosin, das die Flugzeugtriebwerke antreibt, basiert auf Erdöl, dessen Vorräte jedoch irgendwann zur Neige gehen werden. Zudem möchte die Luftfahrt CO2-Emissionen vermeiden, die bei der Verbrennung von Kerosin entstehen. Aus diesem Grund forscht die Luftfahrt nach alternativen Kraftstoffen, um sich vom Erdöl unabhängiger zu machen und um eine Balance zwischen Ökonomie und Ökologie zu finden.

Die Kosten für Kerosin machen für eine Fluggesellschaft rund ein Drittel ihrer Gesamtkosten aus. Weil Erdöl immer knapper und damit teurer wird, werden die Kosten für Kerosin zukünftig eher noch steigen. Somit besteht auch ein finanzieller Anreiz, alternative Kraftstoffe zu erforschen.

Das hat nicht nur für die Kostenrechnung der Fluggesellschaften, sondern auch für die Umwelt einen Vorteil: Obwohl alternative Kraftstoffe bei der Verbrennung im Triebwerk die gleiche Menge CO2 ausstoßen wie fossile Brennstoffe, wird dieses CO2 zuvor der Erdatmosphäre entzogen, indem es zum Beispiel von der Energiepflanze genutzt wird. Allein bei der Herstellung von Biokraftstoffen fallen dann ggf. CO2-Emissionen an.

Zur Erforschung von alternativen Treibstoffen wurde in Deutschland aireg gegründet. Die „Aviation Initiative for Renewable Energy in Germany e.V.“ hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 zehn Prozent des Kraftstoffbedarfs aus alternativen Quellen zu decken.
Weiterführende Informationen finden Sie bei aireg.

Biokraftstoffe

Die erste Generation der Biokraftstoffe waren erste Versuche, alternative Kraftstoffe zu gewinnen. Allerdings standen die Rohstoffe oftmals mit Nahrungsmitteln in Konkurrenz, d.h. sie gefährdeten die Produktion von Lebens- und Futtermitteln. Deshalb wurden Biokraftstoffe der zweiten Generation erforscht, die nicht mehr mit dem Anbau von Nahrungsmitteln konkurrierten, weniger Fläche beanspruchen und die Landnutzung nicht verändern.
Für die Herstellung von Biokraftstoffen eignen sich viele Pflanzenarten. So ist beispielsweise die Forschung mit Algen vielversprechend, aber auch die Jatropha-Pflanze, die in Salzgewässern gedeiht. Man kann bei der Biokraftstoffgewinnung entweder die gesamte Pflanze verwenden oder nur die Ölfrucht.

Erste erfolgreiche Tests

2011 hat Lufthansa erstmals Biokraftstoffe im regulären Flugbetrieb getestet. Ein Triebwerk eines Airbus A321 wurde auf der Strecke Frankfurt – Hamburg mit einem Biokraftstoffanteil von 50 Prozent betrieben. Über einen Zeitraum von sechs Monaten und bei täglich acht Flügen konnten insgesamt 1.500 Tonnen CO2 eingespart werden. Zum Abschluss des Tests wurde dann der erste Transatlantikflug mit Biotreibstoff durchgeführt. Diese Tests haben viele Erkenntnisse über die Nutzung von Biotreibstoff gebracht. Allerdings ist die Produktion der Biotreibstoffe derzeit noch nicht in großen Mengen möglich. Gezeigt hat der Test aber, dass die technischen Voraussetzung für den Einsatz von Biokraftstoffen vorhanden sind.

Ein langer Weg

Bisher ist die Produktion von Biokraftstoffen leider immer noch sehr aufwändig. Da die Nachfrage aktuell noch nicht sehr hoch ist, ist die Produktion sehr teuer und eben dieser hohe Preis führt wiederum zu weniger Nachfrage. Der heutige Preis für Biokerosin ist ungefähr doppelt so hoch wie der für Kerosin. Der Preis für Biokraftstoff darf aber nicht höher sein als der für Kerosin, damit keine Wettbewerbsverzerrungen stattfinden und ein Unternehmen mit höheren Kosten „bestraft“ wird, weil es Biokraftstoff einsetzt. Für günstigere Preise sind eine höhere Nachfrage und stabile Rahmenbedingungen notwendig.

Ebenfalls nicht außer Acht gelassen werden darf der Landverbrauch, der notwendig wäre, um ausreichende Mengen von Biokraftstoff herzustellen. So wäre nach derzeitigem Entwicklungsstand eine Fläche von der Größe Irlands nötig, um Algen anzubauen, die den Weltbedarf an Biotreibstoff decken würden oder eine Fläche so groß wie Argentinien, um den entsprechenden Bedarf über die Jatropha-Pflanze zu decken.

Markteinführung hat begonnen

Während die Beispiele zeigen, dass langfristig weitere Optionen bestehen, startet bereits heute die Markteinführung alternativer Kraftstoffe: Die niederländische KLM fliegt wöchentlich mit einem Anteil alternativer Kraftstoffe in die Karibik. Auch in Deutschland arbeiten in der deutschen Luftfahrtinitiative für alternative Kraftstoffe (aireg) Forschung und Industrie daran, in naher Zukunft nachhaltig erzeugte Kraftstoffe einzusetzen. Dabei bieten Pflanzenöle die besten Chancen, bereits in wenigen Jahren nennenswerte Anteile von alternativen Kraftstoffen in den Markt zu bekommen und so die Energiewende im Verkehr zu realisieren. Das Ziel: zehn Prozent ab dem Jahr 2025.

Weitere Entwicklungen

Neben den Biokraftstoffen werden eine Reihe von weiteren Energieträgern erforscht. So wird derzeit die Nutzung von Sonnenenergie für die Kraftstoffgewinnung erforscht sowie die Nutzung von Batterien.

Elektrische Antriebe ermöglichen neue Flugzeugkonzepte

Erste Prototypen wie der DLR Antares und der e-Genius der Universität Stuttgart zeigen, dass das Fliegen mit ausschließlich elektrischen Antrieben möglich ist. Der große Vorteil der elektrischen Antriebe ist, dass die Energieerzeugung im Gegensatz zu herkömmlichen Triebwerken an einer Stelle im Rumpf des Flugzeugs konzentriert werden kann, um von dort aus mehrere Propeller mit Strom zu versorgen. Der benötigte Strom könnte zum Beispiel von einer Turbine, einer Brennstoffzelle oder einer Batterie erzeugt werden. Je mehr Leistung pro Gewicht des Stromerzeugers gewonnen werden kann, desto erfolgreicher können diese Technologien in der Luftfahrt werden. Experten von Airbus streben an, bis 2030 den Prototypen für ein Hybrid-Regionalflugzeug mit bis zu 90 Sitzen zu realisieren.

Kerosin aus Sonne, Wind, Wasserstoff, CO2 und Algen

Der Forschung ist es erstmalig gelungen, Flugzeugtreibstoff aus Sonnenenergie, Wasserdampf und Kohlendioxid herzustellen. Alternativ können auch andere regenerative Energien wie zum Beispiel die Windkraft in Verbindung mit der Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff genutzt werden. Einen anderen Weg geht das Projekt „Aufwind“, an dem sich auch Airbus beteiligt: Algen dienen hier als Rohstoff, um Biotreibstoff zu produzieren. Aber noch stehen die Forscher am Beginn, wirtschaftlich tragfähige Verfahren zu entwickeln.