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Regenerative Kraftstoffe

Regenerative Kraftstoffe sind flüssige oder gasförmige Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden. Ausgangsstoffe sind nachwachsende Rohstoffe wie Energiepflanzen, Getreide, forstwirtschaftliche Biomasse, Reststoffe und Algen.

Qualitativ hochwertige, regenerative Kraftstoffe für die Luftfahrt

Der konventionelle, erdölbasierte Flugkraftstoff ist weltweit standardisiert. Es handelt sich um ein Kerosin der Sortenbezeichnung Jet A-1. Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien sind als sogenannte Drop-in-Kraftstoffe konzipiert, d.h. sie erfüllen dieselbe Spezifikation wie der konventionelle, erdölbasierte Flugkraftstoff. Dadurch sind sie uneingeschränkt kompatibel und mischbar. Damit entsprechen sie allerhöchsten Qualitätsanforderungen und ihr Einsatz erfordert keine Änderungen an den Flugzeugturbinen. Es bestehen zudem technisch keine Hindernisse für eine Vermischung mit fossilem Kerosin in den Tanklagern der Airports, was zusätzlich Infrastrukturkosten vermeidet.

Nachhaltigkeit als oberstes Ziel

Bei Herstellung und Einsatz alternativer Kraftstoffe muss Nachhaltigkeit oberste Priorität haben. Es gilt steigende Lebensmittelpreise, Konkurrenz um Wasser und negative Landnutzungsänderungen im Zuge der nachhaltigen Kraftstoffproduktion zu verhindern.

Unter dieser Bedingung bietet der Rohstoffanbau für regenerative Kraftstoffe klare Vorteile: Die Entstehung eines neuen Agrarzweiges in Entwicklungsländern kann als Katalysator für die weitere Entwicklung der Anbauregion dienen – eine nachhaltige landwirtschaftliche Praxis schafft Arbeitsplätze, fördert den Ausbau der lokalen Infrastruktur und wirkt der Landflucht entgegen.

Für die Produktion von Kraftstoffen aus erneuerbaren Ressourcen bestehen bereits heute nationale und internationale Nachhaltigkeitsbestimmungen. Diese Initiativen und Verordnungen müssen aufeinander abgestimmt werden, um weltweite Nachhaltigkeitsstandards der Kraftstoffe aus alternativen Energien für den Luftverkehr zu erreichen.

Notwendigkeit weiterer Herstellungsverfahren

Bisher sind fünf unterschiedliche Herstellungsverfahren für regenerative Flugkraftstoffe zugelassen, eine Reihe weiterer Technologien befindet sich im Zulassungsprozess. Je mehr Technologien zukünftig zugelassen werden, desto breiter wird die Rohstoffauswahl. Somit können zahlreiche regionale Lieferketten entstehen und die CO2-Emissionen damit weiter reduziert werden.

VerfahrenZulassungRohstoffAnbieter
Fischer-Tropsch2009FlexibelVelocys, Sasol, Shell, UOP
HEFA2011Fettsäuren und ÖleUOP, Neste Oil
SIP2014Zucker, LignocelluloseAmyris
AtJ w/o aromatics2016Zucker, LignocelluloseGevo, Cobalt
HDCJ-HolzKior, UOP
AtJ with aromatics-Zucker/ EthanolByogy/ Lanzatech
Catal. Thermolysis-Fettsäuren und ÖleARA
HDO-SK/ HDO-SAK-Zucker, LignocelluloseVirent/ Shell
FT with aromatics--Virent/ Shell
Renewable Diesel-Fettsäuren und ÖleNeste, Diamond

Als Energiepflanzen werden landwirtschaftliche Nutzpflanzen bezeichnet, die mit dem Hauptziel der Energiegewinnung angebaut werden. Hierzu zählen unter anderem zucker- oder stärkehaltige Pflanzen, wie Zuckerrohr oder Getreide, sowie Ölpflanzen wie Raps und Ölpalme. Von besonderer Bedeutung sind Sorten wie Camelina und Jatropha, die nicht für die Lebensmittelproduktion genutzt werden. Sie liefern ein Öl, das besonders einfach weiterzuverarbeiten ist.

Seit Jahrzehnten werden verschiedene Ölpflanzen global erfolgreich großtechnisch angebaut und es wird beständig an der Etablierung „neuer“ Ölpflanzen geforscht. Das produzierte Öl wird in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt, neben der energetischen Nutzung ist hier insbesondere die Verwendung für die Produktion von Nahrungs- und Futtermitteln und für die Herstellung von Chemikalien und Kosmetika zu nennen.

Um die Konkurrenz zum Nahrungsmittelmarkt auszuschließen und damit die Akzeptanz für die energetische Nutzung der Öle zu vergrößern, setzt aireg für die Herstellung von Kerosin aus nachhaltigen Ressourcen vorrangig auf den Einsatz von nicht zum Verzehr geeigneten Basisstoffen. Grundsätzlich sind große Pflanzenölmengen, die aber primär für den Nahrungs- und Futtermittelmarkt oder den Einsatz in der chemischen Industrie produziert werden, für eine potenzielle nachhaltige Kerosinproduktion auf dem Markt erhältlich. Allerdings sind die Kosten vergleichsweise hoch. Durch gezielte Züchtung mit dem Ziel der Realisierung höherer Erträge ist jedoch gerade bei den „neuen“ Ölpflanzen mittelfristig mit einer Kostenreduktion zu rechnen.

Energiepflanzen gehören zu den nachwachsenden Rohstoffen und liefern Biomasse zur Strom- und Wärmeerzeugung sowie zur Herstellung von Kraftstoffen. Nach einer Studie des Bundesverkehrsministeriums werden voraussichtlich Russland, Brasilien, die USA und Indonesien wesentliche Schwerpunktländer der Biomasseproduktion sein.

Umweltschutzmaßnahmen

In der Diskussion sind insbesondere das Verbot direkter Landnutzungsänderungen wie Grünlandumbruch und Rodungen von Primärwäldern sowie eine gesetzlich vorgeschriebene Umwidmung von Ackerflächen zu Naturschutzzwecken ohne landwirtschaftliche Nutzung.

Leider können große Flächenpotenziale für den Energiepflanzenanbau nur unzureichend berücksichtigt werden. Zu nennen sind hier insbesondere sogenannte degradierte Flächen, deren Bodenqualität aktuell für eine konventionelle Landwirtschaft als ungenügend bewertet wird. Die Flächenschätzungen reichen von weltweit 600 Millionen bis zu 3,5 Milliarden Hektar. Eine tragfähige Prognose der Biomassepotenziale dieser Flächen wird bislang durch unterschiedliche Annahmen bezüglich der Ertragserwartungen sowie der Nutzungsformen erschwert. Eine genaue Betrachtung dieser Flächenpotenziale erscheint daher äußerst lohnenswert.