Luftfahrt

Nahaufnahme einer Flugzeugturbine

PtX-Technologie als Schlüssel für klimafreundlichen Luftverkehr

Der internationale Luftverkehr verursacht einen großen Teil der weltweiten Treibhausgasemissionen. Synthetische Kraftstoffe aus grünem Wasserstoff sind derzeit die vielversprechendste Option für treibhausgasneutrales Fliegen. Das PtX Lab Lausitz treibt den Markthochlauf dieser nachhaltigen Kraftstoffe voran.

Im Jahr 2018 war der Flugverkehr für drei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich: Das entspricht etwa den jährlichen Emissionen von Industrieländern wie Deutschland oder Japan. Die Klimawirkungen der Luftfahrt durch andere Effekte wie etwa Kondensstreifen sind mindestens genauso hoch. Das Pariser Klimaabkommen sieht bis zum Jahr 2030 eine Senkung der weltweiten Treibhausgasemissionen um 40 Prozent im Vergleich zu 1990 vor, die EU hat sich zu 55 Prozent verpflichtet. Laut Deutschem Klimaschutzgesetz muss die Verkehrsbranche ihre CO2-Emissionen bis 2030 um 42 Prozent senken und bis 2045 treibhausgasneutral sein.

Ziel Treibhausgasneutralität

Ein Teil der notwendigen CO2-Reduktion lässt sich unter anderem durch Effizienzsteigerungen erreichen. Eine Reduzierung des Flugaufkommens ist zudem unerlässlich, um Einsparungen in der angestrebten Größenordnung zu erzielen.

Die Internationale Zivilluftfahrtorganisation (International Civil Aviation Organization; ICAO) der UN hat im Jahr 2016 mit CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation) ein Kompensationssystem beschlossen: Die Fluggesellschaften müssen ihre CO2-Emissionen melden und diese teilweise durch den Ankauf entsprechender Zertifikate ausgleichen. Flüge innerhalb des europäischen Wirtschaftsraums unterliegen dem Europäischen Emissionshandels (EU-ETS), der parallel zu CORSIA existiert.

Nachhaltige Alternativen zu fossilen Kraftstoffen

Aber all diese Maßnahmen führen nicht zu einem treibhausgasneutralen Luftverkehr. Hierfür muss das fossile Kerosin durch nachhaltige, treibhausgasneutrale Alternativen ersetzt werden. Der Einsatz synthetischer Kraftstoffe, die im Power-to-Liquid-Verfahren (PtL) aus grünem Wasserstoff gewonnen werden, ist hier die vielversprechendste Option. Durch die Beimischung von PtL-Kerosin zum traditionellen Kerosin vor der Betankung ließen sich die CO2-Emissionen kurzfristig wesentlich senken.

Um den Markthochlauf von PtL-Produkten zu beschleunigen und die Klimaziele zu erreichen, haben die Bundesregierung, die Länder sowie Vertreter der Luftfahrtbranche eine Roadmap vereinbart. Bis 2030 sollen demnach 200.000 Tonnen PtL-Kerosin im deutschen Luftverkehr genutzt werden, was einer Beimischquote von zwei Prozent entspricht. Die EU-Kommission hat im Juli 2021 in ihrem „Fit for 55“-Maßnahmenpaket vorgeschlagen, bis 2030 für alle Flüge, die in der EU starten, eine Beimischungsquote von mindestens fünf Prozent nachhaltigen Flugkraftstoffen (Sustainable Aviation Fuels) einzuführen. Von diesen fünf Prozent sollen mindestens 0,7 Prozent strombasierte PtL-Kraftstoffe sein.

Einige Fluggesellschaften haben den Einsatz von Biokerosin, das heißt Flugkraftstoffe auf Basis von Biomasse, getestet. Das verfügbare Potenzial an Biomasse zur Erzeugung von Biokerosin ist aber weltweit nicht ausreichend insbesondere durch die hohe Flächen- und Nutzungskonkurrenz, um den Bedarf an Flugkraftstoffen zu decken. Auch die Produktion von Biomasse entspricht nicht immer den Grundsätzen der Nachhaltigkeit.

Wasserstoff muss grün sein

Eine wirklich nachhaltige Reduktion der CO2-Emissionen ist nur möglich, wenn der für die Produktion des PtL-Kerosins benötigte Wasserstoff mithilfe erneuerbarer Energien hergestellt wird (grüner Wasserstoff). Die hierfür benötigte Energie und die entsprechenden Erzeugungskapazitäten müssen zusätzlich zur Verfügung stehen. Der Aufbau der Produktionskapazitäten bedarf zudem strenger Nachhaltigkeitskriterien.

Das PtX Lab treibt den Wandel voran

Das PtX Lab Lausitz treibt die Herstellung von synthetischem Kerosin auf Basis erneuerbarer Energien voran und erarbeitet Konzepte für den Markthochlauf von nachhaltigen PtL-Kraftstoffen im Flugverkehr. In der Lausitz soll zudem eine PtL-Demonstrationsanlage entstehen. Ein zusätzlicher Schwerpunkt wird der verantwortungsvolle Umgang mit den benötigten Ressourcen und Rohstoffen sein.