Klima

Der Unterschied war in dem Moment sichtbar, als die Lötlampe auf die Dochte traf, die in einer Reihe mit Flüssigkeit gefüllter Glasgefäße steckten.

Das Glas mit der Aufschrift „Petroleum Kerosin“ ließ eine stetige schwarze Rauchwolke aufsteigen, während sein gelb gefärbter Inhalt verbrannte. Die Flamme aus dem Glas mit der Aufschrift „nachhaltiger Flugtreibstoff“ brannte genauso hell, aber die klare Flüssigkeit erzeugte wenig bis gar keinen Rauch.

Die Demonstration fand in einem Labor in Paramount statt. Dort baut das in Boston ansässige Unternehmen World Energy eine ehemalige 65 Hektar große Erdölraffinerie in eine der wenigen Anlagen weltweit um, die Wasserstoff nutzt, um gebrauchtes Speiseöl und Talg in sauberer verbrennenden, klimafreundlicheren Kerosin umzuwandeln.

Heute produziert World Energy in Paramount etwa sechs Millionen Gallonen pro Jahr und beschäftigt viele der gleichen Arbeiter, die einst am Standort Rohöl raffinierten. Ziel ist es, bis zum Jahresende 30 Millionen Gallonen zu produzieren. Und wenn die 2,5 Milliarden US-Dollar teure Umstellung der Anlage im Jahr 2025 abgeschlossen ist, liegt das Ziel bei 250 Millionen Gallonen pro Jahr.

Ein Großteil dieses nachhaltigen Flugtreibstoffs ist für den Einsatz in Flugzeugen am LAX vorgesehen, einige werden jedoch auch an Flughäfen in John Wayne, Ontario, Van Nuys, Long Beach und anderen Flughäfen eingesetzt.

Wenn Sie in den letzten Jahren von einem dieser Flughäfen geflogen sind, stammte ein kleiner, aber wachsender Teil des Treibstoffs für Ihren Flug aus der Paramount-Anlage von World Energy. Flughäfen in Südkalifornien sind aufgrund ihrer Nähe zum Hersteller und der Kaufverträge mit einer Handvoll Fluggesellschaften einzigartig, da sie einen Treibstoffmix anbieten, der bereits teilweise nachhaltig ist.

Das ist eine gute Nachricht für die Menschen, die in der Nähe dieser Flughäfen wohnen, denn der neue Treibstoff produziert weniger Ruß und andere Schadstoffe, die bei Landungen und Starts in größeren Mengen ausgestoßen werden. Das sind auch gute Nachrichten für alle, denen der Klimawandel Sorgen bereitet, die aber auch gern mit dem Flugzeug reisen möchten oder müssen. Durch die Verwendung von Abfällen oder Pflanzenmaterial anstelle von fossilen Brennstoffen zum Antrieb von Jets können die CO2-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus jedes Flugs um bis zu 85 % reduziert werden.

Fliegen ohne nachhaltige Flugtreibstoffe (SAFs) kann schädlich sein.

Laut einer Analyse von The Guardian erzeugt ein Reisender auf einem einzigen Langstreckenflug, der mit herkömmlichem Kerosin betrieben wird, so viel CO2 wie der Durchschnittsbürger in Dutzenden von Ländern mit geringerem Ausstoß auf der ganzen Welt pro Jahr. Der Luftverkehr ist für mehr als 2 % der weltweiten jährlichen Emissionen verantwortlich, wobei etwa ein Viertel der umweltschädlichen Flüge ihren Ursprung in den Vereinigten Staaten hat. Und trotz wachsender Besorgnis über den Klimawandel hat sich der Flugverkehr von der COVID-19-Krise fast vollständig erholt und dürfte nun jährlich um etwa 4 % wachsen.

Das heißt, wenn Kalifornien, die Vereinigten Staaten und einige andere Länder die gesetzlich festgelegten Ziele für den Übergang zu einer CO2-freien Wirtschaft erreichen wollen, müssen sie sich mit den Emissionen von Flugzeugen auseinandersetzen.

Der Luftverkehrssektor gilt jedoch als schwierig zu dekarbonisieren, da technische und sicherheitstechnische Hürden bisher verhindert haben, dass einige der Ersatzstoffe, die in anderen Verkehrssektoren funktionieren, auf den Luftverkehr übertragen werden können. Während emissionsfreie elektrische oder wasserstoffbetriebene Jets in der Zukunft Lösungen sein könnten, betrachten viele Fluggesellschaften, Regulierungsbehörden und Branchenexperten SAFs heute als die beste Option, um den CO2-Fußabdruck der Branche zu neutralisieren.

United Airlines ist hinsichtlich des Potenzials von SAF so optimistisch, dass Rohini Sengupta, der Direktor für ökologische Nachhaltigkeit des Unternehmens, sagte, die Führung fühle sich wohl dabei, von der 2018 eingegangenen Verpflichtung, den CO2-Ausstoß bis 2050 um 50 % zu reduzieren, zum aktuellen Ziel der Fluggesellschaft überzugehen, bis dahin CO2-Neutralität zu erreichen selbes Jahr. Dieses Ziel wurde inzwischen von einem Großteil der Luftfahrtgemeinschaft übernommen.

Das bedeutet nicht, dass SAF eine Wunderwaffe zur Dekarbonisierung der Luftfahrt ist.

Sarah Burt, stellvertretende geschäftsführende Anwältin bei Earthjustice, sagte, ihre Organisation habe zusammen mit anderen Umweltaktivisten und Klimaexperten Fragen zum CO2-Fußabdruck der SAF-Herstellung. Außerdem fragen sich viele, ob die SAF-Produktion und -Verteilung jemals ausgeweitet werden kann, um herkömmlichen Kerosin vollständig zu ersetzen. Derzeit werden nur 0,03 % des weltweiten Marktes von 106 Milliarden Gallonen pro Jahr durch SAF abgedeckt.

„Es könnte sein, dass SAF tatsächlich sehr effektiv ist. Wir wissen es einfach nicht“, sagte David Victor, Professor für öffentliche Politik an der UC San Diego und Leiter der Deep Decarbonization Initiative der Schule. „Das macht mir Sorgen, dass sich die nationale Transportstrategie der USA wirklich auf eine Lösung konzentriert, nämlich SAF und SAF allein.“

Victor fügte hinzu: „Was die möglichen Lösungen angeht, herrscht im Moment einfach eine Art Wilder Westen.“

Herkömmlicher Kerosin ist eine raffinierte Kerosinflüssigkeit, die aus Rohöl hergestellt wird. Es ist leicht, aber sehr energiereich, weshalb es seit Jahrzehnten der Treibstoff der Wahl für Jets ist.

Doch bei der Verbrennung von Kerosin werden, wie auch bei anderen Arten fossiler Brennstoffe, große Mengen an atmosphärenerwärmendem Kohlendioxid freigesetzt, das zuvor in unterirdischen Reservoirs eingeschlossen war. Bei der Kerosinverbrennung entstehen außerdem Ruß und andere Partikel, die die Atemwege schädigen. Unter anderem aus diesen Gründen drängen Klima- und Gesundheitsbefürworter seit langem auf strengere Vorschriften und Alternativen zu herkömmlichem Flugzeugtreibstoff.

Bereits vor dem Start der ersten Testflüge mit SAF im Jahr 2008 hatte der Luftfahrtsektor seine Emissionen allein durch die Einführung treibstoffeffizienterer Abläufe und die Neukonstruktion von Flugzeugen im Hinblick auf Effizienz gesenkt. Eine Studie des International Council on Clean Transportation ergab, dass Flugzeuge im Jahr 2019 41 % weniger Treibstoff verbrauchten als Jets im Jahr 1970.

Dennoch heißt es in demselben ICCT-Bericht: „Wenn die kommerzielle Luftfahrt als Land gezählt würde, läge sie in Bezug auf die CO2-Emissionen an sechster Stelle nach Japan.“

Abgesehen davon, dass sie auf dem Boden bleiben, besteht die beste Möglichkeit für Unternehmen und Reisende heute, ihren CO2-Ausstoß zu reduzieren, darin, Kompensationen zu kaufen. Doch angesichts der dürftigen Ergebnisse vieler solcher Programme sucht jeder nach Lösungen, die den Luftverkehr tatsächlich dekarbonisieren können.

Die attraktivste Option für viele Umweltschützer, Flüge klimaneutral zu machen, sind Elektrojets. Sie würden keinen Kohlenstoff oder andere Schadstoffe ausstoßen. Und wenn der Strom, der sie antreibt, aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind stammt, wäre der gesamte Lebenszyklus der Stromquelle sauber.

Die Herausforderung bei dieser Option besteht darin, dass die Batterien, die zum Antrieb großer Jets über beliebige Distanzen benötigt werden, mit der aktuellen Technologie zu groß und zu schwer wären, um praktisch zu sein.

Dann ist da noch der Sicherheitsfaktor. Es kommt vor, dass Lithiumbatterien in Elektrofahrzeugen, Laptops und anderen Geräten Feuer fangen. Unterwegs ist das schon beängstigend, aber in der Luft könnte es katastrophal enden.

Auch bei der anderen alternativen Kraftstoffquelle, die in Betracht gezogen wird – Wasserstoff –, der leichter entzündlich ist als andere Gasarten, ist die Sicherheit ein Problem. (Die Idee von wasserstoffbetriebenen Jets erinnert an die Hindenburg-Katastrophe oder, in einer modernen Umgebung, an eine Szene aus dem Film „Glass Onion: A Knives Out Mystery“.)

Reiner Wasserstoff kommt in der Natur ebenfalls nicht vor. Stattdessen kommt es in Verbindungen wie Wasser und Methan vor. Das heißt, bevor man Wasserstoff als Energiequelle nutzen kann, muss man ihn von einem anderen Molekül trennen. Derzeit erfordert dieser Prozess fast immer die Verbrennung fossiler Brennstoffe.

Vielleicht noch problematischer ist, dass die Jets sowohl bei elektrisch als auch wasserstoffbetriebenen Optionen neu konstruiert werden müssten. Und wie Gene Gebolys, CEO von World Energy, betonte, halten die meisten Flugzeuge etwa 30 Jahre.

„Die Flugzeuge, die wir heute haben, werden auch im Jahr 2050 noch fliegen“, sagte Gebolys.

„Es gibt viele Ideen zur Elektrifizierung der Luftfahrt und zur Nutzung von Wasserstoff für die Luftfahrt – eine Million verschiedene Ideen“, sagte er. „Die einzige Möglichkeit, die Luftfahrt zu dekarbonisieren, führt über den Treibstofftank. … Man muss in der Lage sein, in einem sinnvollen Zeitrahmen auf die bestehende Infrastruktur und die bestehende Flugzeugflotte zuzugreifen, um die CO2-Emissionen zu dekarbonisieren.“

Der größte Reiz von SAF besteht darin, dass es als „Drop-In-Ready“-Lösung gilt, da es nahezu alle technischen und Sicherheitsanforderungen wie herkömmlicher Flugzeugtreibstoff erfüllt.

Die ersten SAF-Testflüge fanden im Jahr 2008 statt. Drei Jahre später gaben die Aufsichtsbehörden grünes Licht für die Beimischung von bis zu 50 % SAF in Düsentanks, und in diesem Jahr flog KLM den ersten kommerziellen Flug, der teilweise mit SAF betrieben wurde.

Der Hauptgrund dafür, dass SAF immer noch ein Zusatzstoff ist und nicht zu 100 % im Treibstoff eines Flugzeugs verwendet wird, liegt darin, dass die meisten derzeit auf dem Markt befindlichen SAFs, einschließlich des in Paramount hergestellten Treibstoffs, einige umweltschädliche Aromaten, die in herkömmlichem Flugzeugtreibstoff verwendet werden und hilfreich sind, nicht enthalten Motordichtungen quellen auf und verhindern Lecks, erklärte Gebolys. Unter diesem Gesichtspunkt werden neue Triebwerke entwickelt, und bei jüngsten Testflügen von United und anderen Fluggesellschaften und Luftfahrtunternehmen, die 100 % SAF verwenden, wurden sauberere Aromaten hinzugefügt, um das Problem anzugehen.

Befürworter sind zuversichtlich, dass 100 % SAF die behördliche Genehmigung erhalten wird. Stattdessen sehen sie das Problem darin, dass Angebot und Verteilung noch nicht mit der Nachfrage Schritt gehalten haben, selbst wenn der Treibstoffanteil auf 50 % begrenzt ist, sagte Samantha Bricker, Chief Sustainability Officer bei Los Angeles World Airports.

Im Jahr 2017 wurden laut Bricker rund 4,7 Millionen Gallonen nachhaltiger Flugtreibstoff (SAF) an LAX geliefert. Im Jahr 2022 war diese Zahl auf etwa 7,2 Millionen Gallonen gestiegen, immer noch nur 0,6 % des gesamten am Flughafen verbrauchten Treibstoffs. Sie ist zuversichtlich, dass die Zahlen höher ausfallen würden, wenn mehr SAF verfügbar wäre.

In Kalifornien sagte Gebolys, dass das rasant steigende Interesse an SAF durch das 12 Jahre alte Low Carbon Fuel Standards-Programm des Staates vorangetrieben wurde, das eine Umstellung auf kohlenstoffärmere Transportkraftstoffe erfordert. Außerdem kündigte die Biden-Administration im Jahr 2021 die Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge an, deren Ziel es ist, die jährliche Produktion nachhaltiger Flugkraftstoffe bis 2030 auf mindestens 3 Milliarden Gallonen zu steigern Inflation Reduction Act und andere Maßnahmen, die darauf abzielen, SAF leichter verfügbar zu machen.

Selbst wenn Unternehmen wie World Energy ihre Geschäftstätigkeit schnell ausbauen können, stellt sich laut Burt die große Frage, ob sie genügend Rohstoffe, etwa Pflanzenmaterialien, für die Herstellung all dieser SAF erhalten können. Wenn Wälder abgeholzt würden, um Nutzpflanzen wie Palmöl zur Herstellung des SAF anzubauen, könnte das Ergebnis umweltschädlicher sein als das Festhalten an herkömmlichem Kerosin.

Zur Herstellung von SAF können Dutzende Quellen genutzt werden, von Algen bis hin zu verrottendem Abfall. Aber das am weitesten verbreitete SAF wird, wie der von World Energy produzierte Kraftstoff, aus pflanzlichen und tierischen Fetten, Ölen und Fetten hergestellt.

„Niemand schlachtet Kühe wegen ihres Fettes“, sagte Gebolys. „So nutzen wir Abfallströme effektiv. Wir treiben nicht die Nettoneulandnutzungsintensität voran. Wir treiben nicht, wissen Sie, mehr Vieh, um zu existieren oder irgendetwas anderes.“

World Energy verwendet jetzt hauptsächlich Rindertalg, der per Bahn über eine Stichleitung angeliefert wird, die auf ihrem Grundstück endet, erklärte Samir Sukhtankar, Betriebsleiter im Paramount-Werk. Wasserstoff wandelt den Talg von Lipiden in Kohlenwasserstoffe um, die dann zu Kerosin weiterverarbeitet werden.

Laut Sukhtankar, der vor der Umstellung am Standort arbeitete, unterscheidet sich der Prozess selbst nicht wesentlich von der Raffinierung von Rohöl. So können sie viele der gleichen Türme, Lagertanks und Rohrleitungen nutzen, die für diese neue Art der Raffinierung umfunktioniert werden.

Die Verwendung von Wasserstoff lässt bei Burt und Earthjustice die Alarmglocken schrillen. Gebolys sagte, dass sie daran gearbeitet haben, den von ihnen verwendeten Wasserstoff so umweltfreundlich wie möglich zu machen, obwohl etwa die Hälfte jetzt mit Erd- oder Methangas hergestellt wird.

Der andere große Hersteller von kommerziellem SAF ist Neste mit Sitz in Finnland. Laut Neste ist das Unternehmen auf dem besten Weg, bis Ende dieses Jahres jährlich 500 Millionen Gallonen nachhaltigen Flugtreibstoff herzustellen, indem es weitgehend das gleiche Verfahren wie World Energy anwendet.

Andere Unternehmen experimentieren mit verschiedenen Arten der SAF-Produktion. Gevo aus Colorado plant, fermentierten Mais, Melasse und andere landwirtschaftliche Produkte zu verwenden, um seine Version von SAF herzustellen. Das Unternehmen will noch in diesem Jahr mit dem Bau einer 55-Millionen-Gallonen-Anlage in South Dakota beginnen und hat bereits Verträge mit Alaska Airlines und anderen Fluggesellschaften unterzeichnet, um ab 2026 dort hergestelltes SAF zu nutzen.

Ein großes Hindernis für SAF sind die Kosten. Mittlerweile kostet es zwei- bis viermal mehr als herkömmlicher Treibstoff. Aus diesem Grund sagte Sengupta von United bisher, dass es in erster Linie die Firmenkunden der Fluggesellschaften seien, die für SAF bezahlten, und zwar mithilfe eines Systems namens „Book and Claim“.

Unternehmen auf der ganzen Welt schließen Verträge mit Fluggesellschaften, um nachhaltigen Treibstoff für ihre geplanten Flüge zu kaufen. Die durch SAF erzielten CO2-Gewinne würden jedoch verloren gehen, wenn dieser Treibstoff um die halbe Welt dorthin verschifft würde, wo auch immer das Unternehmen seinen Sitz hat. Daher erhält das Unternehmen für den Kauf eine Umweltgutschrift – die sich häufig sowohl in Steuergutschriften als auch in einer Kulanz gegenüber den Kunden niederschlägt –, obwohl die physische SAF an einen nahegelegenen Flughafen geschickt wird. Auf diese Weise ermöglicht das Eco-Skies Alliance-Programm von United der in der Schweiz ansässigen Zurich Insurance Group, einen Teil der SAF zu bezahlen, die möglicherweise den Flug Ihrer Familie von Los Angeles nach Hawaii antreibt.

Aber Gebolys schätzt, dass nicht mehr als 20 % des herkömmlichen Flugtreibstoffs durch den Einsatz von SAF ersetzt werden können, das aus Quellen hergestellt wird, die sein Unternehmen heute nutzt. Hier erwägen er und andere eine „SAF der zweiten Generation“, genannt Power-to-Liquid. Es würde aus aus der Luft gereinigtem Wasserstoff und Kohlenstoff hergestellt werden.

World Energy baut eine zweite SAF-Anlage in Houston. Gebolys sagte, sie hätten noch nicht entschieden, ob Power-to-Liquid-SAF dort oder in Paramount hergestellt werden solle, obwohl Texas offenbar im Vorteil sei.

„Texas wird der Ort sein, an dem wirklich große Projekte zur CO2-Abscheidung zuerst stattfinden“, sagte er.

Einige Umweltgruppen stehen der Kohlenstoffabscheidung weiterhin kritisch gegenüber. Die meisten Projekte haben eine unzureichende Leistung erbracht, und sie befürchten, dass die Industrie durch die Erfassung von Emissionen nur grünes Licht erhält, um mehr zu erzeugen.

Keine Lösung werde die Zustimmung aller finden, räumte Gebolys ein.

„Wir wissen, dass es nicht innovativ ist, einfach nur darauf zu warten, dass die perfekte Lösung existiert“, sagte er.

„Wir nutzen das, was wir heute können, während wir morgen wirklich danach streben, es besser zu machen.“

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