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burnFAIR – Potenziale alternativer Kraftstoffe im operationellen Betrieb

Die Luftverkehrswirtschaft hat sich in einer Selbstverpflichtung ein kohlenstoffneutrales Wachstum der Luftfahrtindustrie zum ehrgeizigen Ziel gesetzt. Als Fernziel wurde weiterhin eine Reduktion der branchenspezifischen CO2-Emissionen von 50 % bezogen auf dasEmissionsniveau des Jahres 2005 formuliert. Aus einem jährlichen Passagierzuwachs von 4,8 % pro Jahr und einem damit verbundenen jährlich steigenden Kraftstoffverbrauch von etwa 3,0 bis 3,5 % ergibt sich ein bedeutender Handlungsbedarf um die Selbstverpflichtung einzuhalten.

Die Luftfahrtindustrie setzt auf sogenanntes „drop in“-Bio-Kerosin, das ohne aufwändige Anpassung in der bestehenden Infrastruktur – am Boden und in der Luft – eingesetzt werden kann © Gregor Schlaeger / Lufthansa Technik AG

Die Deutsche Lufthansa AG koordiniert deshalb das Vorhaben "burnFAIR – Potenziale alternativer Kraftstoffe im operationellen Betrieb". Das Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung von zwei aussichtsreichen Biokraftstoffen für die Luftfahrt mit unterschiedlicher Fristigkeit und deren technische, ökologische und ökonomische Bewertung. Mit der Bearbeitung der Fragestellungen wurden neben dem DBFZ die Projektpartner Bauhaus Luftfahrt und die Technische Universität Hamburg-Harburg beauftragt. Das Bundesministerium für Wirtschaft
und Technologie stellt eine Förderung im Rahmen des übergeordneten Verbundprojekts "FAIR – Future Aircraft Research" bereit.

Das DBFZ ist im Rahmen von "burnFAIR" mit der Vorauswahl entsprechender Konversionsrouten zu Bio-Kerosin sowie deren technischer und ökologischer Analyse betraut. Die Auswahl der Konversionsrouten erfolgte gemäß der Vorgabe, möglichst nachhaltige, sogenannte "drop-in"- Biokraftstoffe zu untersuchen. "Drop-in"-Biokraftstoffe zeichnen sich durch chemische und physikalische Eigenschaften aus, die denen von Kerosin sehr ähnlich sind. Dadurch können sie ohne aufwändige Anpassungen in der bestehenden Kraftstoffinfrastruktur eingesetzt werden. Auf Grundlage einer ausgiebigen Literaturstudie und in enger Abstimmung mit dem Auftraggeber wurden daher Hydrotreated Vegetable Oil (HVO) und Fischer-Tropsch-Kerosin (FT-Kerosin) für die weiteren Untersuchungen festgelegt. HVO bezeichnet dabei ein Gemisch von Alkanen (gesättigte Kohlenwasserstoffe), das aus Pflanzenölen durch eine Behandlung mit Wasserstoff gewonnen wird. FT-Kerosin kann durch Vergasung von Biomasse und anschließende Synthese von langkettigen Alkanen an einem Katalysator hergestellt werden. Je nach Prozessbedingungen und durch eine anschließende Destillation lassen sich aus beiden Prozessen Kohlenwasserstoffgemische mit großer Ähnlichkeit zu fossilem Kerosin herstellen. Die zu untersuchenden Rohstoffe wurden so ausgewählt, dass mit Jatrophaöl für HVO und Plantagenholz für FT-Kerosin eine möglichst gute Nachhaltigkeit zu erwarten ist und die Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion minimiert wird. Im weiteren Projektverlauf wird eine Bewertung der Bereitstellungskonzepte anhand technischer und ökologischer Kriterien erstellt. Dazu werden vom DBFZ zunächst Daten zur Rohstoffbereitstellung erhoben und Massen- und Energiebilanzen der Konversionsprozesse berechnet. In Zusammenhang mit Informationen zum Biomasseanbau dienen die Massen- und Energiebilanzen anschließend als Grundlage einer ökologischen Bewertung.

Im Projekt "burnFAIR" werden Kenntnisse zu nachhaltigen "drop-in"-Biokraftstoffen für die Luftfahrt erarbeitet. Diese umfassen die Bereitstellung von geeigneten Rohstoffen, deren Konversion zu Bio-Kerosin sowie dessen Nutzung im Flugverkehr.

Download Abschlussbericht

Abschlussbericht zu dem Vorhaben Projekt BurnFAIR Arbeitspakete 1.1 bis 1.4.
Teil II, ab Seite 66 wurde gemeinsam von den Projektpartnern Bauhaus Luftfahrt, Technische Universität Hamburg-Harburg und dem DBFZ bearbeitet.

Der Abschlussbericht wurde außerdem auf dieser Seite veröffentlicht:
www.aireg.de

Dieses Forschungsvorhaben wird im Bereich „Bioraffinerien“ bearbeitet.

Ansprechpartner Dipl.-Ing. Arne Gröngröft (arne.groengroeft(at)dbfz(dot)de)