Golden - Ein neues Produktionsverfahren auf Basis von Lebensmittelabfällen bringt klimaneutralen Flugzeugkraftstoff in greifbare Nähe. Zum einen kann es die Emissionen verringern, die beim Verrotten der Abfälle selbst entstehen. Dabei bildet sich üblicherweise Methan, das als Treibhausgas 28-mal stärker wirkt als Kohlendioxid (CO2). Zum anderen kann es die klimaschädlichen Freisetzungen des Flugverkehrs selbst senken. Außerdem rußt der Treibstoff nur wenig, wie die Forschergruppe um Derek Vardon vom National Renewable Energy Laboratory in Golden, US-Bundesstaat Colorado, im Fachjournal PNAS berichtet.

70 Prozent fossiler Treibstoffe ersetzbar

„Weltweit machen Lebensmittelabfälle 6 Prozent der Treibhausgas-Emissionen aus“, schreiben die Forscher. Beim Flugverkehr sind es etwa 2,5 Prozent. Weil Essensreste einen hohen Feuchtigkeitsanteil haben, erfordern sie zur Herstellung von klimafreundlichem Jetkraftstoff ein anderes Vorgehen als etwa Biomasse.

Mit einem bereits kommerziell verwendeten Verfahren stoppen die Wissenschaftler zunächst das Entstehen von Methan. Dann fangen sie flüchtige Kohlenwasserstoffe auf, die zwischen drei und acht Kohlenstoffatome besitzen. Durch die sogenannte Ketonisierung verbinden sie Kohlenstoffketten miteinander, sodass längere Ketten entstehen. Der nächste Schritt hängt von der Kettenlänge ab: Bei acht bis 15 Kohlenstoffatomen ist nur ein Entzug von Sauerstoff nötig. Bei fünf bis sieben Kohlenstoffatomen fügen die Forscher als Zwischenschritt die sogenannte Aldol-Kondensation ein. Dabei entstehen nicht nur lange Ketten, sondern auch Verknüpfungen zwischen ihnen und kreisförmige Strukturen.

Die Forscher haben untersucht, inwieweit die beiden auf diese Weise entstandenen Kraftstoffe den Vorgaben für Flugzeugtreibstoffe entsprechen. Weil der aus den längeren Ketten entstandene Kraftstoff einen niedrigen Flammpunkt hat, kann er höchstens zu 20 Prozent dem fossilen Flugzeugkraftstoff beigemischt werden. Das Ergebnis der Aldol-Kondensation wiederum ist zähflüssiger als Standardkraftstoff. Wenn man die beiden klimafreundlichen Kraftstoffe kombiniert, dann kann dieser Mix unter Einhaltung der Vorgaben 70 Prozent eines Treibstoffs ausmachen – neben 30 Prozent fossilem Kraftstoff.

Beim Fliegen entsteht auch weniger Ruß

Damit rücke ein klimaneutraler Kraftstoff in greifbare Nähe, so die Forscher. „Die Lebenszyklusanalyse zeigt die deutlichen Auswirkungen auf den CO2-Fußabdruck, wenn Lebensmittelabfälle von Mülldeponien zur Herstellung von nachhaltigen Kraftstoffen umgeleitet werden“, schreibt das Team. Ein weiterer Vorteil: Beim Verbrennen der Mischung mit 70 Prozent klimafreundlichem Kraftstoff entsteht 34 Prozent weniger Ruß als bei rein fossilem Kraftstoff. Rußpartikel aus Flugzeugtriebwerken tragen ebenfalls zum Treibhauseffekt bei.