Im Dezember 2019 stellte die Europäische Kommission den „Green Deal“ vor. Die umfassende Nachhaltigkeitsstrategie beinhaltet konkreten Maßnahmen, die Europa bis 2050 klimaneutral werden lassen sollen. Dabei spielen nachhaltige Flugkraftstoffe eine entscheidende Rolle, sog. Sustainable Aviation Fuels (SAF). Im Beitrag beleuchten wir die Relevanz von Sustainable Aviation Fuel und der „PtL-Roadmap“ im Hinblick auf die Bekämpfung des Klimawandels.
Lt. International Air Transport Association (IATA) verantwortet der kommerzielle Luftverkehr 2 bis 3 Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionen. In der EU machen Emissionen im Luftverkehrssektor 3 Prozent der gesamten Treibhausgasemissionen aus. Seit 1990 steigen sie stetig. Maßnahmen in diesem Bereich sind also ein Muss, um dem Klimawandel Einhalt zu gebieten.
Sustainable Aviation Fuel auf europäischer Ebene
Mit der ReFuelEU Aviation-Initiative schlug die EU Maßnahmen im April 2020 vor, um die Verwendung von SAF zu erhöhen.
Der derzeit wichtigste Weg, um Emissionsreduzierungen in Richtung Kohlenstoffneutralität in der Luftfahrt voranzutreiben, ist folgender: Man fördert die Verwendung nachhaltiger Flugkraftstoffe. Alternativen wie z.B. Elektroflugzeuge sind hingegen noch nicht ausgereift genug, um sie kurzfristig kommerziell zu nutzen.
Wie man Sustainable Aviation Fuels produziert
Um SAF herzustellen, kann man verschiedene Verfahren einsetzen. Dazu gehört das „Power-to-Liquid“-Verfahren (PtL). Dabei gilt PtL-Kerosin, ein Kerosin auf Strombasis, als äußerst vielversprechende Technologie. So kann man den PtL-Prozess in drei Schritte unterteilen: Stromerzeugung, (Wasser-)Elektrolyse und Synthesegaserzeugung bzw. Synthese und Verarbeitung von Kerosin.
Zunächst spaltet man Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff auf. Hierfür führt man Energie in Form von Strom zu. Dabei wird der Strom aus erneuerbaren Energiequellen gespeist. Anschließend wird der Wasserstoff mit CO2 oder Bestandteilen davon kombiniert. So erzeugt man ein Synthesegas. Im letzten Schritt kann man dieses Gas dann zu Kerosin weiterverarbeiten.
PtL-Technologien derzeit noch dünn gesät
Klimafreundlich ist dieser Kraftstoff aus folgendem Grund: Das CO2, das das Flugzeug emittiert, wurde zuvor der Atmosphäre entnommen und gebunden. So stößt man kein zusätzliches Kohlendioxid aus („kohlenstoffneutral“).
PtL-Technologien sind allerdings aktuell noch eine Seltenheit. Denn SAF ist etwa dreimal so teuer wie fossiles Kerosin. Es ist also derzeit keine wettbewerbsfähige Alternative.
Sustainable Aviation Fuel auch Thema der Wasserstoffstrategie der EU
Im Rahmen der ReFuelEU Aviation-Initiative möchte man auch Nachhaltigkeitskriterien für PtL-Kraftstoffe in einem europäischen Rechtsrahmen verbindlich festlegen.
Die EU-Kommission erwähnt SAF in ihrer Wasserstoffstrategie für ein klimaneutrales Europa vom Juli 2020. Ihrer Strategie zufolge könne Wasserstoff längerfristig eine Option für die Entkarbonisierung des Luft- und Seeverkehrs sein. Hierfür sollte man flüssiges synthetisches Kerosin oder andere synthetische Kraftstoffe herstellen.
Um diese Ziele zu verwirklichen, braucht es lt. EU-Kommission einen Fahrplan für die beträchtlichen langfristigen Forschungs- und Innovationsanstrengungen. Hierzu gehören z.B. das Finanzierungsprogramm „Horizon Europe“ für Forschung und Innovation und mögliche Initiativen als Teil der Europäischen Allianz für sauberen Wasserstoff.
Gleiche Wettbewerbsbedingungen für nachhaltigen Luftverkehr
Am 14. Juli 2021 veröffentlichte die Europäische Kommission einen Entwurf für eine Verordnung. Hierdurch möchte sie gleiche Wettbewerbsbedingungen für einen nachhaltigen Luftverkehr sicherstellen.
Dieser Entwurf legt harmonisierte Regeln fest, um SAF einzuführen und bereitzustellen. Er soll für Flugzeugbetreiber, Flughäfen der Union und Lieferanten von Flugkraftstoffen gelten. Allerdings werden wasserstoffbetriebene Flugzeuge bei der Entkarbonisierung des Luftfahrtsektors wohl erst nach 2040 eine Rolle spielen. Daher fallen sie nicht unter den Entwurf.
„Nachhaltige Flugkraftstoffe“ und „synthetische Flugkraftstoffe“
Die neue Verordnung soll Folgendes vorschreiben: Fluggesellschaften, die innerhalb der EU betankt werden, müssen „nachhaltige Flugkraftstoffe“ und „synthetische Flugkraftstoffe“ verwenden. Dies erreicht man hauptsächlich dadurch, dass Kraftstofflieferanten schrittweise immer größere Mengen dieser Kraftstoffe liefern müssen.
„Nachhaltige Flugkraftstoffe“ sind Drop-in-Flugkraftstoffe, also Kraftstoffe, die mit herkömmlichen Flugkraftstoffen vollständig austauschbar und mit bestehenden Flugzeugtriebwerken kompatibel sind. Sie sind entweder als sog. „synthetische Flugkraftstoffe“, fortschrittliche Biokraftstoffe oder nachhaltige Biokraftstoffe einzuordnen.
„Synthetische Flugkraftstoffe“ sind im Wesentlichen flüssige Kraftstoffe. Ihr Energiegehalt stammt aus anderen erneuerbaren Quellen als Biomasse. Sie werden im Luftfahrtsektor verwendet. Diese Kraftstoffe stellt man im Wesentlichen mit PtL-Verfahren her.
Kraftstofflieferanten in der Pflicht
Den Anteil „nachhaltiger Flugkraftstoffe“ und „synthetischer Flugkraftstoffe“, zu dem die Kraftstofflieferanten verpflichtet sind, zeigt folgende Tabelle:
| Ab: | 2025 | 2030 | 2035 | 2040 | 2045 | 2050 |
| „nachhaltige Flugkraftstoffe“ | 2% | 5% | 20% | 32% | 38% | 63% |
| „synthetische Flugkraftstoffe“ | 0% | 0,7% | 5% | 8% | 11% | 28% |
Die deutsche „PtL-Roadmap“
SAF ist eine der wichtigsten Säulen der deutschen nationalen Wasserstoffstrategie. Diese führt eine PtL-Quote von mind. 2 Prozent in 2030 für diejenigen ein, die SAF in den Markt bringen.
Im Vorfeld der ReFuelEU Aviation-Initiative verständigte sich die Bundesregierung zusammen mit Vertretern der Landesministerien am 7. Mai 2021 mit Akteuren der Luftfahrtindustrie, der Mineralölwirtschaft sowie Anlagenherstellern und -betreibern auf einen Stufenplan, die sog. „PtL-Roadmap – Nachhaltige strombasierte Kraftstoffe für den Luftverkehr in Deutschland“.
Die PtL-Roadmap soll den Markthochlauf von nachhaltigem strombasiertem Kerosin für den Luftverkehr in Deutschland ermöglichen. Dies erfordert alle nötigen Maßnahmen für den Auf- und Ausbau der PtL-Kerosinproduktion:
- die technologische Entwicklung der PtL-Produktion und der Komponenten und deren Zusammenspiel im industriellen Maßstab zu optimieren,
- Nachhaltigkeitskriterien einheitlich, verbindlich, verlässlich, ökologisch und sozial zu definieren und
- verbindliche Ziele für den Kauf und Verkauf erneuerbaren Kerosins festzulegen.
Technologische Entwicklung von PtL-Kerosin vorantreiben
Um diese Maßnahmen zu realisieren, investiert die Bundesregierung rund 1 Milliarde Euro in den Aufbau einer Produktion von PtL-Kerosin in Deutschland. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) soll hier federführend sein. Außerdem soll es gemeinsam mit Vertretern aus Industrie und Wissenschaft Konzepte entwickeln. So will man v.a. die technologische Entwicklung von PtL-Kerosin vorantreiben, etwa im Hinblick auf die Herstellung.
Konkrete Ziele bis 2030 in Sachen nachhaltige Kraftstoffe
Industrielle Produktionsanlagen sollen ab 2025 aufgebaut werden. Man möchte nachhaltige Kraftstoffe möglichst schnell, in möglichst großen Mengen und zu einem möglichst niedrigen Preis produzieren. Geplant ist, bis 2030 jährlich mind. 200.000 Tonnen nachhaltiges Kerosin für den deutschen Flugverkehr herzustellen. So möchte man Klimaemissionen eines Drittels aller innerdeutschen Flüge einsparen.
Gleichzeitig soll der Anteil des nachhaltigen Flugbenzins am Kerosin bis 2026 mind. 0,2 Prozent betragen. Bis 2030 soll dieser Wert auf 2 Prozent steigen. Zugleich sollen diese Ziele auch an die Nationale Wasserstoffstrategie anknüpfen. Den Markthochlauf von PtL-Kerosin will man durch Förderprogramme und die Anpassung des deutschen Rechtsrahmens zugunsten von PtL-Kerosin sicherstellen. So soll ein wirtschaftlicher Markt für solche Kraftstoffe entstehen.
