Einschalten, vorbeikommen: nachhaltiger Flugtreibstoff

„Drop-in“-Alternativen zu fossilen Kraftstoffen seien der beste Weg, dem Streben nach „Null-Kohlenstoff“ entgegenzuwirken, trotz viel gepriesener konkurrierender neuer Technologien, behaupten Befürworter nachhaltiger Flugkraftstoffe. Robin Gauldie ermittelt

Alternative neue, „saubere“ Energiequellen haben ihre Befürworter, insbesondere „grüner“ und „blauer“ Wasserstoff und Strom. Keines davon verspricht jedoch eine Lösung, die so schnell und einfach umzusetzen ist wie nachhaltiger Flugtreibstoff (SAF).

Die wasserstoffbasierte Technologie für die Luftfahrt steckt noch in den Kinderschuhen und hat ihre Kritiker. „Grüner“ Wasserstoff – die einzige wirklich „saubere“ Version – wird durch Elektrolyse hergestellt, bei der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird, und erfordert eine kohlenstofffreie Energiequelle wie Solarenergie, um wirklich grün zu sein. „Blauer“ Wasserstoff, der durch die Aufspaltung von Erdgas in Wasserstoff und Kohlendioxid (das dann abgeschieden wird) entsteht, ist ein weniger idealer Brennstoff.

Elektrisch angetriebene Drehflügler, Drohnen und Starrflügler sind bereits Realität – wenn auch noch gerade erst in der Entwicklung – und für den Einsatz im Rettungsdienst (EMS) vielversprechend. Wie bei elektrischen Straßenfahrzeugen hinkt jedoch auch die Batterietechnologie – der Schlüssel zu längerer Lebensdauer – hinterher, was teilweise auf die Abhängigkeit von großen Vorräten an Lithium, einem relativ seltenen Element, zurückzuführen ist. Darüber hinaus müssen elektrisch angetriebene Flugzeuge von Grund auf unter Einsatz innovativer Materialien und Technologien konzipiert werden. Im Gegensatz dazu ist SAF eine „Drop-in“-Lösung und recyceltes Speiseöl – auf dem die meisten Biokraftstoffe der zweiten Generation basieren – ist reichlich vorhanden.

„SAF kann direkt in bestehende Infrastrukturen und Flugzeuge eingebaut werden“, bemerkte Andreea Moyes, Global Aviation Sustainability Director bei Air bp, einem großen Hersteller von SAF, das aus gebrauchtem Speiseöl und tierischem Abfallfett hergestellt wird. Jedes Flugzeug, das für die Verwendung der aktuellen Treibstoffspezifikation zertifiziert ist, könne SAF verwenden, fügte sie hinzu.

Im zweiten Teil einer zweiteiligen Serie, die sich mit der Reaktion der Luft- und Raumfahrtindustrie auf den Klimanotstand befasst, geht Jonathan Falconer auf die Verwendung von Verbundwerkstoffen und intelligenteres Arbeiten ein.

Neue Antriebstechnologien wie Batterien, Wasserstoff-Brennstoffzellen und Wasserstoff als Treibstoff für die Luftfahrt dürften laut Robbie Bourke, Partner für Transport und Dienstleistungen, Klima und Nachhaltigkeit bei Oliver, voraussichtlich erst in den 2030er Jahren in kommerziellem Maßstab produziert werden Wyman, eine globale Unternehmensberatung.

„Es wird noch mehrere Jahrzehnte dauern, bis die derzeitige Flotte von Flugzeugen mit fossilen Brennstoffen vollständig durch neue Flugzeuge mit kohlenstoffarmer Technologie ersetzt ist. Das bedeutet, dass SAF – von dem eine Gallone bis zu 80 % weniger Kohlendioxid ausstoßen kann als herkömmlicher Düsentreibstoff – noch in diesem Jahrhundert für den Einsatz in älteren Flugzeugen benötigt wird“, erklärte er.

Total Energies, das 2021 in Frankreich mit der Produktion nachhaltiger Flugkraftstoffe begann, behauptet, dass sein SAF direkt in Starrflügel- und Drehflüglertriebwerken und ohne Änderungen an der Speicher- und Verteilungsinfrastruktur eingesetzt werden kann.

Für die allgemeine Zivilluftfahrtindustrie dürfte die Rede von SAF bisher kaum mehr als eine Ladung heißer Luft sein.

„SAF ist für den Weg der kommerziellen Luftfahrt zum Netto-Null-Ausstoß von entscheidender Bedeutung“, sagte Chris Raymond, Chief Sustainability Officer von Boeing. „Wir gehen davon aus, dass bis Ende der 2030er Jahre mehr als 40.000 Verkehrsflugzeuge ohne Wasserstoffantrieb im Einsatz sein werden. Die Emissionen dieser Flugzeuge müssen mit SAF gemindert werden. Die Luftfahrt muss sich auf die Entwicklung und Skalierung von SAF konzentrieren“, fügte Raymond hinzu.

Dennoch räumt Boeing-Chef Dave Calhoun ein, dass SAF weniger als 1 % des weltweiten Treibstoffverbrauchs ausmacht und mehr als doppelt so teuer ist wie herkömmlicher Flugzeugtreibstoff.

Allerdings werden konventionelle Treibstoffe derzeit stark subventioniert und der Druck auf die Regierungen wächst, die Subventionierung von Fluggesellschaften durch Steuererleichterungen auf Treibstoff einzustellen. Der extremere Flügel der globalen Umweltbewegung, vertreten durch die schwedische Aktivistin Greta Thunberg, möchte, dass die Welt das Fliegen ganz aufgibt.

Der EMS-/Such- und Rettungssektor (SAR) hat jedoch in Bezug auf die Öffentlichkeitsarbeit einen Vorteil gegenüber dem breiteren Luftfahrtsektor. Umweltschützer können sich darüber ärgern, dass Politiker in Helikopter ein- und aussteigen, Finanziers mit Privatjets nach Davos fliegen und Pauschalurlauber in Flüge zu Massentourismuszielen wie Orlando, Cancun oder der Costa del Sol einsteigen. Die Luftfahrt ist ein großes, sanftes Ziel für Umweltaktivisten und ignoriert die Tatsache, dass die Luftfahrtindustrie insgesamt nur 2 % des globalen CO2 ausmacht

Emissionen, so die Internationale Energieagentur. Es ist weniger einfach, die Schuld auf wichtige lebensrettende Dienste wie Rettungsflugzeuge, SAR-Betreiber oder die Brandbekämpfung aus der Luft zu schieben. Könnte dies zu einer Vorzugsbehandlung für diese Sektoren führen?

Darüber hinaus könnte SAF bei vollständiger Einführung die Luftfahrt von den unvorhersehbaren Höhen und Tiefen der Preise für konventionelle Treibstoffe befreien, die jahrzehntelang anfällig für Konflikte und politische Unruhen in ölreichen Regionen waren. Dies ist ein weiterer Anreiz für Regierungen, Unternehmen, die nachhaltige Kraftstoffe einsetzen, steuerliche Anreize zu bieten. Das im Jahr 2022 in Kraft getretene Inflation Reduction Act von Präsident Joe Biden erhöht die bestehende Steuergutschrift von 1 US-Dollar für SAF um bis zu 75 Cent pro Gallone auf einer gleitenden Skala, die an die Höhe der Emissionen pro Gallone im Vergleich zu herkömmlichem Düsentreibstoff gekoppelt ist.

Die Biden-Regierung hat auch Biokraftstoffe, die aus einer Reihe von Rohstoffen hergestellt werden, in den Mittelpunkt ihres ehrgeizigen Ziels gestellt, bis zum Ende des Jahrzehnts drei Milliarden Gallonen SAF auf Biokraftstoffbasis zu produzieren.

Im Jahr 2022 startete die britische Regierung ihren Advanced Fuels Fund und vergab Zuschüsse in Höhe von 165 Millionen Pfund an fünf britische Unternehmen mit dem Ziel, bis 2025 mindestens fünf SAF-Anlagen im kommerziellen Maßstab im Bau zu haben.

Kritiker von Biokraftstoffen – viele von ihnen Befürworter konkurrierender „sauberer und umweltfreundlicher“ Energiequellen für die Luftfahrt, wie Wasserstoff, sogenannte „E-Fuels“ (die Wasserstoff mit Kohlenstoff verbinden) und natürlich Elektrizität – behaupten, dass Biokraftstoffe produzieren fast so viel Umweltverschmutzung wie die fossilen Brennstoffe, die sie ersetzen könnten. Die Aviation Environment Federation, eine nichtstaatliche Umweltorganisation, behauptet, dass SAFs genauso viel CO2 produzieren wie herkömmliche Flugkraftstoffe.

Solche Behauptungen werden von den Kraftstoffherstellern natürlich bestritten.

Das finnische Unternehmen Neste, ein weiterer Marktführer auf diesem Gebiet, behauptet, dass sein patentiertes erneuerbares SAF, das aus nachhaltig gewonnenen erneuerbaren Abfällen und Restrohstoffen wie gebrauchtem Speiseöl und tierischen Fettabfällen hergestellt wird, die Treibhausgasemissionen über den Lebenszyklus des Kraftstoffs um bis zu 80 % reduziert im Vergleich zur Verwendung von herkömmlichem Kerosin.

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Kraftstoffe der ersten Generation – hergestellt aus Rohstoffen, die aus kalorienreichen konventionellen Pflanzen wie Palmöl, Mais, Raps und Zuckerrohr gewonnen werden – ließen Befürchtungen aufkommen, dass die Nachfrage der Kraftstoffhersteller zu Engpässen bei solchen Pflanzen für den menschlichen Verzehr führen könnte. Im letzten Jahrzehnt wurden diese Befürchtungen jedoch teilweise durch die Entwicklung von Biokraftstoffen der „zweiten Generation“ auf Basis nicht essbarer pflanzlicher Zellulose und sogar bestimmter Bakterien ausgeräumt.

Am vielversprechendsten dürften jedoch, zumindest kurzfristig, die SAFs sein, die auf recyceltem Altspeiseöl basieren – und von denen fast jedes Land der Welt in Hülle und Fülle vorhanden ist.

Biokraftstoffe wie diese machen SAF bereits zu einer realistischen Option. Im Jahr 2021 flog der deutsche Betreiber ADAC Luftrettung erstmals einen Rettungshubschrauber vom Typ Airbus H145, der mit einer Mischung aus konventionellem JET-A1-Treibstoff und Biokraftstoff aus Altspeiseöl von TotalEnergies angetrieben wurde.

Safran Helicopter Engines – Hersteller des Triebwerks, das die H145 des ADAC antreibt – unterstützt ebenfalls die Behauptung, dass der Einsatz von 100 % SAF eine potenzielle Reduzierung der CO2-Emissionen um 80 % bietet. Aufgrund der ASTM-Kraftstoffspezifikationen sind Safran-Triebwerke derzeit für den Betrieb mit einer Mischung von bis zu 50 % SAF und herkömmlichem Treibstoff zertifiziert, aber das Ziel, mit 100 % SAF zu fliegen, rückte im Februar 2023 näher, als eine Bell 505 mit Safran-Triebwerk gebaut wurde der erste einmotorige Hubschrauber, der Flugtreibstoff herstellte

Allein durch 100 % SAF angetrieben – der erste einmotorige Hubschrauber überhaupt. Der verwendete Kraftstoff wurde gemeinsam von Neste und Virent entwickelt, einer Tochtergesellschaft der Marathon Petroleum Corp., die eine Aromastoffkomponente aus erneuerbaren Pflanzenzuckern herstellt. Durch die Zugabe zu reinem SAF entfällt die Notwendigkeit, SAF mit Erdölkraftstoff zu mischen.

„Der von Neste und Virent für diesen Testflug gelieferte SAF ist ein 100-prozentiger Ersatz für Flugkraftstoff auf Erdölbasis und erfordert keine Triebwerksmodifikationen“, erklärte Linda Deslatte, Vizepräsidentin für kommerzielle Programme im kommerziellen Geschäft bei Bell.

Allerdings hängt es letztendlich vom Endergebnis ab, ob SAF für EMS- und SAR-Unternehmen ein tragfähiges Angebot darstellt. Der Preis für SAF an der Zapfsäule liegt derzeit deutlich über der Rechnung für konventionelle Kraftstoffe.

„Die Hardware (der Motor) ist nicht das Problem“, sagte Siegfried Axtmann, Gründer und Vorstandsvorsitzender der FAI Aviation Group, einem in Nürnberg ansässigen globalen Anbieter von Flugrettungsflugzeugen. „Das Problem ist die Verfügbarkeit und der extrem hohe Preis des SAF. Der Preis an der Zapfsäule ist immer noch zu hoch und die Verfügbarkeit wird auch in naher Zukunft ein Problem sein.“

Laut Jonathan Wood, Vice President Commercial and Technical Management der Renewable Aviation Business Unit bei Neste, handelt es sich bei SAF jedoch um eine sich schnell entwickelnde Technologie. „Neste wird seine jährliche SAF-Produktionskapazität bis Anfang nächsten Jahres auf 1,5 Millionen Tonnen pro Jahr erhöhen“, sagte er.

„Der Schlüssel zu größerer Akzeptanz und Bereitstellung von SAF liegt in der Kostensenkung“, erklärte Moyes. „Die höheren Kosten für nachhaltigen Kraftstoff sind auf eine Kombination aus der aktuellen Verfügbarkeit nachhaltiger Rohstoffe und der kontinuierlichen Entwicklung neuer Produktionstechnologien zurückzuführen. Je ausgereifter die Technologie wird, desto effizienter und kostengünstiger wird sie.“

„Die Produktion von SAF ist begrenzt, da die höheren Kosten für SAF eine breitere Verbreitung verhindern. Air bp arbeitet daran, kurzfristig mehr Nachfrage zu schaffen, was zu mehr Produktion und niedrigeren Kosten führen wird“, fügte sie hinzu. „Kurzfristig ist eine vorübergehende Unterstützung durch die Regierungen durch politische Anreize erforderlich.“

Wood stimmte zu: „Staatliche Unterstützung in Form von Mandaten oder Anreizen ist von entscheidender Bedeutung.“ Er fuhr fort: „Wir sehen weltweit ermutigende Entwicklungen mit den politischen Vorschlägen des Vereinigten Königreichs für ein SAF-Mandat, das vorschreibt, dass bis 2030 10 % des Flugtreibstoffs erneuerbar sein müssen, sowie mit Anreizen zur Förderung von SAF-Produktionsanlagen im Vereinigten Königreich.“ Während die EU kurz vor dem Abschluss ihrer ReFuelEU-Vorschriften steht, haben die USA Anreize geschaffen, und auch Regierungen im asiatisch-pazifischen Raum arbeiten an regulatorischer Unterstützung.“

Auch Carlos Barrasa, Direktor für kommerzielle und saubere Energien beim großen spanischen Energieunternehmen Cepsa, ist optimistisch. „Angebot und Nachfrage werden den Preis bestimmen“, sagte Barrasa im Dezember 2022 gegenüber dem Dow Jones Oil Prices Information Service. „Im Moment ist es etwa 2,5-mal so teuer wie herkömmlicher Kraftstoff.“ Mittelfristig dürfte ein Zielwert zwischen dem 1,5- und dem Doppelten so teuer sein. Ich denke, dass die Kosten auf lange Sicht nicht das Problem sein werden.“

Nach dem Preis pro Gallone ist die Verfügbarkeit das andere große Problem für EMS-Betreiber. Aus der Sicht der Anbieter von medizinischen Evakuierungs- und Rettungsflugzeugen muss SAF genauso allgegenwärtig werden wie herkömmliche Kraftstoffe, insbesondere auf kleineren, abgelegenen Flugplätzen.

Es gibt Anzeichen dafür, dass die weltweite Einführung der SAF-Bereitstellung Fahrt aufnimmt. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur verfügten 2018 nur fünf Flughäfen weltweit (Bergen, Brisbane, Los Angeles, Oslo und Stockholm) über eine regelmäßige Verteilung von Biokraftstoffen.

„Aufgrund der Komplexität der Schaffung von Lieferketten und des Transports von SAF in ganz Europa ist es für viele potenzielle Kunden derzeit unerreichbar“, sagte Moyes.

Air bp hat SAF an mehr als 30 Standorten auf drei Kontinenten geliefert, aber SAF in jedem Land zu produzieren und an jedem Flughafen verfügbar zu machen, „ist weder eine praktikable noch eine kostengünstige Lösung“, fügte sie hinzu.

Stattdessen befürwortet Air bp die Einrichtung von Massenausgleichszentren, von denen aus SAF an ausgewählte Luftverkehrsdrehkreuze geliefert werden kann, was die Logistik vereinfacht.

Im Mai dieses Jahres gaben Neste und das in Miami ansässige globale Energiemanagementunternehmen World Kinect eine Vereinbarung bekannt, nach der Neste die Lieferung seiner SAF erweitern wird, damit World Kinect die Zahl der europäischen Flughäfen, die es versorgen kann, auf über 40 erhöhen kann Dies würde den Weg ebnen, SAF an mehr als 100 Flughafenstandorten im weltweiten Netzwerk von World Kinect verfügbar zu machen.

„Grundsätzlich handelt es sich bei SAF um eine Drop-in-Lösung, die in bestehende Motoren und Kraftstoffinfrastrukturen eingesetzt werden kann und an jeden Ort geliefert werden kann, solange die Nachfrage da ist“, sagte Wood.

Für Flugmedizin- und Rettungsdienstbetreiber scheint die Umstellung auf nachhaltige Kraftstoffe eine Herausforderung zu sein. Da SAF jedoch billiger und allgemeiner verfügbar wird, muss es nicht einschüchternd sein. Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg, und es scheint, dass der Wille bei Regierungen, Lieferanten und Endverbrauchern vorhanden ist.

Robin Gauldie ist ehemaliger Herausgeber der Travel Trade Gazette und anderer Titel der Reise- und Tourismusbranche. Heute ist er freiberuflicher Journalist mit den Schwerpunkten Reisen, Luftfahrt und Tourismus und schreibt für verschiedene internationale Verbraucher- und Wirtschaftspublikationen, darunter International Travel & Insurance Journal, AirMed and Rescue und Financial World.