Kann man Müll wirklich in Düsentreibstoff verwandeln?
Können Kartoffelschalen ein Flugzeug antreiben? Können Sie Kohlenstoff aus der Luft abfangen und daraus Kraftstoff erzeugen? Hier finden Sie alles, was Sie über nachhaltige Flugkraftstoffe wissen müssen und warum sie eine der Möglichkeiten sind, mit denen die Luftfahrtindustrie daran arbeitet, den Flug zu dekarbonisieren.
Was ist ein nachhaltiger Flugkraftstoff?
Ein nachhaltiger Flugkraftstoff wird aus nachhaltigen und erneuerbaren Quellen hergestellt, die im Vergleich zu fossilen Düsentreibstoffen eine erhebliche CO2-Reduzierung bewirken.
Nachhaltige Flugkraftstoffe werden nicht aus fossilem Öl oder Gas gewonnen und haben daher über ihren gesamten Lebenszyklus eine geringere Kohlenstoffbelastung. Stattdessen werden sie durch Raffinieren von organischen oder Abfallstoffen hergestellt oder synthetisch hergestellt, was bedeutet, dass sie aus gebundenem Kohlendioxid und erneuerbarem oder kohlenstofffreiem Strom hergestellt werden.
Diese Kraftstoffe emittieren immer noch Kohlenstoff, wenn sie während des Fluges verbrannt werden. Da sie jedoch aus Kohlenstoff hergestellt werden, der bereits aus der Luft gewonnen wurde - entweder mechanisch oder durch Anlagen oder durch andere industrielle Prozesse, die Abfall produzieren -, sind sie ein wichtiger Schritt in diese Richtung Netto-CO2-freie Emissionen.
Derzeit sehen die Vorschriften vor, dass nachhaltige Kraftstoffe verwendet werden können, wenn sie mit herkömmlichem Düsentreibstoff (Kerosin) gemischt werden, bis zu maximal 50%.
Hunderttausende von Flügen sind bereits mit nachhaltigen Flugkraftstoffen gestartet, und wir glauben, dass sie die CO2-Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Flugkraftstoffen auf fossiler Basis um rund 80% senken könnten. Alternative Kraftstoffe werden eine wichtige Rolle spielen, um sicherzustellen, dass wir weiterhin die Vorteile der Luftfahrt nutzen und gleichzeitig eine Netto-Zukunft ohne Kohlenstoff erreichen können.
Was kann verwendet werden, um nachhaltige Kraftstoffe herzustellen?
Es gibt viele Möglichkeiten, von Speiseöl bis hin zu Hausmüll und Algen. Sie können auch synthetisch hergestellt werden (dazu später mehr). Da es so viele mögliche Quellen gibt, können abhängig von den verfügbaren lokalen Ressourcen unterschiedliche Materialien an unterschiedlichen Standorten verwendet werden. Dies bedeutet auch, dass Werke die nächstgelegenen Flughäfen beliefern können, anstatt Treibstoff in die ganze Welt transportieren zu müssen.
Wir glauben, dass nachhaltige Flugkraftstoffe drei Kriterien erfüllen müssen, um rentabel zu sein:
Geeignet: Sie erfüllen die Spezifikationen eines Flugkraftstoffs.
Nachhaltig: Sie konkurrieren nicht mit der Landnutzung um Nahrung oder Wohnraum oder stellen erhebliche Anforderungen an andere natürliche Ressourcen wie Süßwasser.
Skalierbar: Es besteht das Potenzial, sie mit der richtigen Infrastruktur in großem Maßstab zu produzieren.
Zu den Optionen gehören:
Speiseöle: Neben tierischen Fetten sind gebrauchte Speiseöle die am häufigsten verwendeten Materialien zur Herstellung nachhaltiger Flugkraftstoffe. Es können Altöl aus Pflanzenölproduktionsanlagen sowie ungenießbare Öle verwendet werden, die als Nebenprodukt von Ethanol entstehen. Altes Speiseöl kann sogar in Restaurants und anderen Unternehmen gesammelt, an Raffinerien geschickt und zum Betanken von Flügen verwendet werden.
Synthetische Kraftstoffe: Diese werden hergestellt, indem CO2, beispielsweise direkt aus der Luft oder aus industriellen Prozessen, aufgefangen und der Kraftstoff mit Strom erzeugt wird. Sie befinden sich in einem frühen Teststadium, aber wenn sie kommerzialisiert und mit kohlenstofffreiem Strom hergestellt werden können, beispielsweise aus einem kleinen modularen Kernreaktor, sind sie eine vielversprechende Energiequelle für die Luftfahrtindustrie.
Abfall: Kraftstoffe können aus Siedlungs- oder Haushaltsabfällen hergestellt werden, die sonst auf Deponien landen würden.
Die Verwendung von Müll hat zusätzliche Vorteile.
Erstens können Mülldeponien eine Quelle für Methanemissionen sein, die einen weitaus stärkeren Erwärmungseffekt als CO2 haben. Wenn wir also keinen Müll vergraben, vermeiden wir zusätzliche Emissionen. Zweitens stellen alle Kunststoffe im Abfall, die einmal in ihre Bestandteile zerlegt wurden, eine wertvolle Energiequelle im fertigen Kraftstoff dar.
Pflanzen: Es können pflanzliche oder tierische Materialien wie Holz, Weizen oder Algen verwendet werden. Während diese Materialien wachsen, wird Kohlenstoff durch Photosynthese aus der Atmosphäre entfernt, in Kraftstoff umgewandelt und durch Verbrennung freigesetzt.
Bei der Verwendung von Kulturpflanzen müssen umfassendere Auswirkungen auf die Nachhaltigkeit berücksichtigt werden, z. B. dass sie nicht mit der Lebensmittelversorgung konkurrieren, die Verwendung von Süßwasser einschränken und die Entwaldung vermeiden. Aus diesem Grund glauben wir, dass Kraftstoffe, die aus Abfallrohstoffen oder synthetisch mit kohlenstoffarmer Energie hergestellt werden, für die Luftfahrt am attraktivsten sind.
Photosynthese
Wenn der schulwissenschaftliche Unterricht lange her zu sein scheint, ist die Photosynthese eine chemische Reaktion, die innerhalb einer Pflanze stattfindet und Nahrung für das Überleben der Pflanze produziert. Die Pflanze nimmt Kohlendioxid aus der Luft, Wasser aus dem Boden und Licht aus der Sonne auf. Die Sonne liefert die Energie für die Photosynthese. Das Kohlendioxid und das Wasser werden wieder in Sauerstoff umgewandelt, der in die Atmosphäre zurückkehrt, und in Glukose, die die Pflanze zur Energiegewinnung verwendet.
Es gibt also viele Möglichkeiten.
Was ist der Haken?
Erstens sind nachhaltige Flugkraftstoffe teurer als herkömmliche Flugkraftstoffe. Dies liegt zum Teil daran, dass sie relativ neu sind, und zum Teil daran, dass sie hergestellt werden.
Einige Schätzungen gehen davon aus, dass Kraftstoffe doppelt so teuer sind, wenn sie aus Abfallquellen hergestellt werden (enviro.aero).
Zweitens sind nachhaltige Flugkraftstoffe derzeit relativ selten.
Es werden jedoch weltweit viele neue Produktionsanlagen gebaut und geplant, und die Fluggesellschaften haben Vorabkaufverträge abgeschlossen - im Wesentlichen Verpflichtungen gegenüber Energieversorgern, den Kraftstoff zu kaufen, sobald er verfügbar ist. Derzeit bestehen Terminkaufverträge im Wert von 6 Mrd. GBP, mit denen Energieversorger neue Anlagen finanzieren können.!!!
Derzeit machen nachhaltige Flugkraftstoffe nur 0,01% des weltweiten Treibstoffverbrauchs aus. Mit der richtigen politischen Unterstützung könnte dies jedoch einen Wendepunkt für die Luftfahrtindustrie erreichen und in Zukunft einen echten Einfluss auf die Dekarbonisierung der Luftfahrt haben.
Was macht Rolls-Royce?
„Wir erwarten in den nächsten 10 bis 20 Jahren viel Innovation und Energie für die Schaffung nachhaltiger Kraftstoffe und sind hier, um dieses Wachstum auf jede erdenkliche Weise zu unterstützen. Trotz der Herausforderungen in Bezug auf Erschwinglichkeit und Skalierbarkeit glauben wir, dass nachhaltige Flugkraftstoffe die einzige Lösung sind, um die Langstreckenluftfahrt zu dekarbonisieren “, so Dave Smith, Director Central Technology bei Rolls-Royce.
Wir sind der festen Überzeugung, dass kein einzelnes Land oder Unternehmen diese Herausforderung lösen kann. Wir müssen global und zusammenarbeiten. Natürlich haben unsere Airline-Kunden den gleichen Wunsch und wir arbeiten eng mit ihnen sowie unseren Wettbewerbern, Kollegen und der Öl- und Gasindustrie zusammen. Regierungen und Regulierungsbehörden spielen ebenfalls eine wichtige Rolle.
Die meisten unserer Flugzeugtriebwerke, wie der Trent XWB und der Trent 7000, können bereits mit gemischten nachhaltigen Flugkraftstoffen betrieben werden. Wir glauben, dass alle unsere neueren Motoren wahrscheinlich mit 100% SAF betrieben werden können, und wir sind dabei zu überprüfen, ob möglicherweise die gesetzliche Obergrenze von 50% Mischung aufgehoben werden kann.
Wir sind an einem Forschungsprojekt an der Technischen Universität Brandenburg in Cottbus-Senftenberg beteiligt, das den Bau einer Demonstrationsanlage zur Herstellung nachhaltiger Kraftstoffe mit elektrischem Strom umfasst. Die Anlage wird die Verwendung nachhaltiger Kraftstoffe für die Mobilität zu Land, zu Wasser und in der Luft testen. Es wird untersucht, wie Wärme und Strom erzeugt werden und wie der CO2-Fußabdruck des Prozesses aussieht.
Wir arbeiten mit Öl- und Gasunternehmen zusammen, um nachhaltigere Flugkraftstoffprozesse zu entwickeln und die verfügbaren Mengen zu erhöhen. Außerdem untersuchen wir, ob ein kleiner modularer Kernreaktor zum Antrieb einer Anlage für synthetische Brennstoffe verwendet werden kann, in der Kraftstoffe hergestellt werden, die den Spezifikationen eines Flugkraftstoffs entsprechen (etwas, das wir als "Drop-In" -Treibstoff bezeichnen), um den Flug zu dekarbonisieren.
Wir müssen auch eine Rolle spielen, um Investitionen in diese Technologie voranzutreiben und sie wirtschaftlich rentabel zu machen. Dies beinhaltet die Zusammenarbeit mit dem öffentlichen Sektor und die Zusammenarbeit mit der Öl- und Gasindustrie, um die Verfügbarkeit nachhaltiger Kraftstoffe zu verbessern. Wir können auch sicherstellen, dass unsere Triebwerke technisch versichert sind, um in Zukunft höhere Mischungen nachhaltiger Flugkraftstoffe zu verwenden.
Nachhaltige Flugkraftstoffe sind nur eine der Möglichkeiten, wie wir die Luftfahrt dekarbonisieren. Erfahren Sie mehr darüber, wie wegweisend für eine Netto-Null-Kohlenstoff-Zukunft das Herzstück unserer Innovation und unseres Wachstums ist.
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