Klimaschutz im Luftverkehr: Konsortium entwickelt Verfahren für nachhaltiges Kerosin aus Methanol

© DLR

Stuttgart – Der Luftverkehrssektor hat bei der Umstellung auf klimafreundliche Treibstoffe noch erheblichen Nachholbedarf. Nachhaltige Flugtreibstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) können einen Beitrag zur Senkung der CO₂-Emissionen leisten. Ein deutsches Projektkonsortium will ein neues Herstellungsverfahren für klimafreundliches Kerosin entwickeln.

In dem vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Forschungsprojekt M2SAF (Methanol to Sustainable Aviation Fuels) wird ein neues Produktionsverfahren zur Herstellung von nachhaltigem Flugkraftstoff im industriellen Maßstab entwickelt. Ausgangsstoff ist Methanol, das nicht nur in großen Mengen verfügbar ist, sondern auch klimafreundlich hergestellt werden kann und für das eine weltweite Logistik bereits existiert.

Klimaschutz im Luftverkehr: synthetisches Kerosin auf Basis von Methanol
Der Luftverkehr wächst weltweit. Dabei verursachen CO₂ Emissionen ein Drittel der Klimawirkung von Flugzeugen, so das Projektkonsortium-Mitglied DLR. Zwei Drittel entfallen danach auf sogenannte Nicht-CO₂-Effekte. Dazu zählen der Ausstoß von Schadstoffen sowie der Einfluss von Kondensstreifen und der daraus entstehenden Zirruswolken auf das Klima.

Im Forschungsprojekt M2SAF erproben das DLR und vier Industrieunternehmen mehrere Produktionsprozesse für synthetisches Kerosin auf Basis von Methanol. Flugzeuge sollen danach zu 100 Prozent nachhaltigen Treibstoff tanken können.
Zwei nachhaltige Treibstoffvarianten werden untersucht
Die Forschenden untersuchen zwei Treibstoffvarianten, sogenannte Drop-in-Treibstoffe und Non-Drop-in-Treibstoffe. Das Drop-in-SAF soll sich für die gesamte heutige Flugzeugflotte eignen und lässt sich direkt einsetzen, d.h. ohne Umbauten an Flugzeugen und Infrastruktur.

Bei der zweiten Treibstoffvariante, den Non-Drop-in-SAF, verringern sich zudem die Ruß-Emissionen um rund zwei Drittel. Dadurch lassen sich die Nicht-CO₂-Effekte im Vergleich zur Drop-in-Variante deutlich stärker reduzieren. Die DLR-Forscherinnen und Forscher wollen dazu ein gezieltes Treibstoff-Design nutzen, mit dem sie die Zusammensetzung des synthetischen Kerosins optimieren. „Dieses ist zwar nur für moderne Flugzeuge geeignet, es ist dennoch ein unerlässlicher Schritt in Richtung klimaoptimierte Treibstoffe der Zukunft“, betont Prof. Andreas Huber vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik.

Vielfältige Forschungs- und Industriekompetenz im Projekt-Konsortium
Neben dem DLR als Forschungseinrichtung sind vier Industrieunternehmen an dem Projekt beteiligt. So bringt das DLR-Institut für Verbrennungstechnik als Mitglied der ASTM International (American Society for Testing and Materials) seine Expertise bei der Qualifizierung von Treibstoffen für deren Zulassung in das Projekt ein. Die DLR-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler untersuchen die neuen Treibstoffe experimentell in Brennkammertests und simulieren die Verbrennungsvorgänge am Computer.

Die ASG AG beschäftigt sich mit der Standard- und Spezialanalytik für flüssige, feste und gasförmige Kraft- und Brennstoffe, das Unternehmen ist ein durch die DAkkS zertifiziertes Prüflabor für Analytik von Kraftstoffen. Das Industrieunternehmen Thyssenkrupp Uhde verfügt als international tätiger Anlagenbauer über umfangreiche Engineering- und Kommerzialisierungs-Kompetenz. Im Projekt ist Thyssenkrupp für die Entwicklung der Technologie und die Integration der Einzelprozesse in ein Gesamtverfahren sowie das Design der Demoanlage einschließlich der Kostenermittlung einer kommerziellen Anlage zuständig.

Die BASF Process Catalysts entwickelt als weltweit führender Hersteller innovative Chemie- und Raffinerie-Katalysatoren. Diese Kompetenz bringt BASF in das Projekt ein und erarbeitet mit der Forschung und Entwicklung neue und innovative Lösungen für die M2SAF-Wertschöpfungskette.

Über das Projekt M2SAF
Das M2SAF-Konsortium vereint breit gefächerte industrielle und akademische Expertisen in den Bereichen Chemie, Analytik, Verfahrenstechnik, Anlagenbau, Produktion und Luftfahrt. An dem Forschungsprojekt sind das DLR-Instituts für Verbrennungstechnik, das DLR-Institut für Technische Thermodynamik sowie die vier Industrieunternehmen OMV Deutschland GmbH, BASF, Thyssenkrupp und ASG Analytik-Service AG beteiligt. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) fördert das im August 2022 gestartete Projekt über 2,5 Jahre mit insgesamt 5,2 Millionen Euro.