Sustainable Aviation Fuels: Treibstoff für Überflieger

800 Millionen Liter Sustainable Aviation Fuels (SAF) bis 2026 hat der Logistikdienstleister DHL Express im März 2022 geordert. Liefern sollen die nachhaltigen Flugkraftstoffe der britische Mineralölkonzern BP und der finnische Biokraftstoff-Platzhirsch Neste. DHL Express will die Flugturbinenkraftstoffe, die aus altem Speiseöl hergestellt werden, unter anderem an den Flughäfen San Francisco, East Midlands und Amsterdam beimengen. „Die Nutzung nachhaltiger Flugkraftstoffe ist momentan in der Luftfahrt einer der zentralen Hebel zur Verringerung der CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg“, erklärte Frank Appel, CEO der Deutsche Post DHL Group, in einem Statement anlässlich des Großinvestments.

Der Sammelbegriff „SAF“ fasst eine Reihe nachhaltiger, nicht fossiler Flugkraftstoffe zusammen, die auf unterschiedliche Weise hergestellt werden. Lufthansa Cargo und DB Schenker setzen bereits mit Nachdruck darauf: Die Frachtfluglinie und der Logistikdienstleister brachten Ende November 2020 den ersten CO2-neutralen, SAF-basierten Frachtflug zwischen Frankfurt und Shanghai an den Start. In der Folgezeit nahm Lufthansa Cargo die Verbindung als feste Größe in ihre regulären Flugpläne auf und gewann mit Siemens Heathineers, Mercedes-Benz, ZF, Merck, Nokia oder Lenovo immer wieder neue Nutzer für Frachtflüge auf SAF-Basis. Zum 100. Flug mit Biokerosin am 25. März 2022 bilanzierten Lufthansa Cargo und DB Schenker 31.000 Tonnen eingespartes CO2e.

Cirruswolken vermeiden helfen

Als „sehr wünschenswert“ bewertet Dr. Harald Sieke, Abteilungsleiter Luftverkehrslogistik am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML den vermehrten Einsatz von SAF in der Luftfracht – und zwar nicht nur mit Blick auf CO2-Emissionen. „Gleichzeitig werden auch der Austausch von Stickstoff- und Schwefeloxiden und Feinstaubpartikeln mit SAF entscheidend reduziert, die auch für die Bildung der zirrenartigen Wolken hinter den Flugzeugen verantwortlich sind“, sagt Sieke. „So lässt sich nicht nur der CO2-Ausstoß, sondern auch der Klimaeffekt dieser Wolken ausschlaggebend verringern.“ Allerdings sei auch der Preis zu sehen, der bei der Luftfracht ausschlaggebend sei. Bei SAF liegt dieser noch deutlich über dem für Flugkerosin.

Statista zufolge machte SAF 2021 unter einem Prozent des weltweiten Flugkraftstoffbedarfs aus. Die Kapazitäten werden jedoch aktuell deutlich ausgeweitet. Schließlich sieht das „Fit for55“-Programm der Europäischen Union vor, bis 2030 in Europa einen SAF-Anteil von fünf Prozent zu erreichen. Auch Flugverkehrsexperte Sieke geht von einer zügigen Entwicklung des SAF-Markts aus: „Insgesamt ist das Potenzial sehr hoch, gerade bei steigenden Preisen des herkömmlichen Kerosins und in Zukunft bei fallenden SAF-Preisen durch zu erwartende Skaleneffekte bei der SAF-Herstellung“, erläutert er.

Für die Produktion von SAF sind verschiedene bio- und thermochemische Verfahren zugelassen. Derzeit wird es hauptsächlich aus Biomasse wie Pflanzen- oder alten Speiseölen produziert. Verbreitet ist die „HEFA-Technologie“ (Hydroprozessierte Ester und Fettsäuren), wobei aus Ester und Fettsäuren in einem Hydrotreater Flugkraftstoff gewonnen wird, indem man Wasserstoff zugibt. Dass dabei Abfallprodukte zum Einsatz kommen, erlaubt – bezogen auf den Produktlebenszyklus – im Vergleich zu fossilen Brennstoffen eine CO2-Einsparung von bis zu 80 Prozent. Diese ergibt sich dabei aus der positiven CO2-Bilanz der für die Biomasse verwendeten Pflanzen: Das bei der Verbrennung nach wie vor entstehende Treibhausgas hatten die Pflanzen in dieser Bilanz zuvor der Atmosphäre bereits weitestgehend entzogen.

Gearbeitet wird auch an nicht-pflanzenbasierten regenerativen Kraftstoffen. Das bekannteste Verfahren ist Power-to-Liquid (PtL), bei dem regenerativer Strom, Wasser und CO2 Verwendung finden. Die Technologie steht jedoch noch am Anfang: Im niedersächsischen Werlte eröffnete im Oktober 2021 die nach Angaben des Betreibers Atmosfair weltweit erste Anlage zur Herstellung synthetischen Kerosins. Den Strom sollen hier Windräder aus der Umgebung beisteuern, das CO2 aus Lebensmittelresten einer Biogasanlage sowie aus der Umgebungsluft stammen. Der Regelbetrieb soll noch 2022 aufgenommen werden – mit der Zielgröße acht Fässer Rohkerosin pro Tag. Zu den ersten Kunden zählt Lufthansa. Die Logistikdienstleister Lufthansa Cargo und Kühne+Nagel haben sich gemeinschaftlich verpflichtet, pro Jahr 20 Tonnen oder 25.000 Liter abzunehmen.

SAF aus Biomasse ist hingegen bereits weitflächiger verfügbar. Im emsländischen Lingen produziert beispielsweise BP seit Februar 2022 nachhaltige Flugkraftstoffe aus gebrauchtem Speiseöl. Dabei kommt das sogenannte Co-Processing-Verfahren zum Einsatz, bei dem das gebrauchte Speiseöl gemeinsam mit Rohöl in bereits bestehenden Anlagen verarbeitet wird. BP argumentiert, dies erlaube die Beimischung des SAF zum Flugkerosin bereits im Herstellungsprozess – üblicherweise erfolge dies erst zu einem späteren Zeitpunkt. Dass eine Beimischung erfolgen muss, ist Vorgabe: Aktuell ist im Flugverkehr nur ein maximaler SAF-Anteil von 50 Prozent erlaubt. Lufthansa Cargo erzielt die Klimaneutralität auf seinen CO2-freien Flügen zwischen Frankfurt und Shanghai auch dadurch, dass eine dem Kraftstoffbedarf für die Relation entsprechende Menge SAF in das Betankungssystem des Frankfurter Flughafens eingespeist wird.

Engpass Produktionskapazität

„Alleine für den (Fracht-)Flugverkehr sind riesige Mengen an Treibstoff nötig, für die im Moment keine ausreichenden Produktionskapazitäten zur Verfügung stehen“, sagt Harald Sieke vom Fraunhofer IML. Die größten Herausforderungen beim Roll-out eines SAF-Markts sieht er in der Herstellung ausreichender Mengen SAF aus den unterschiedlichen möglichen Quellen wie Bio-Fuel, Waste-to-Fuel oder Power-to-Liquid. „Gleichzeitig ist das Zusammenspiel und die Abstimmung mit anderen Verkehrsträgern wichtig, aber auch die mit weiteren Verbrauchern wie der Nahrungsmittelproduktion“, so Sieke weiter. Je nach Anbindung, Verbrauch und Lage der Flughäfen sei das Blending, also die Beimischung des SAF zum Flugkerosin, und die erforderliche Logistik ebenfalls von Relevanz. Therese Meitinger