Nachhaltiger Luftverkehr: Der Hochlauf von E-Kerosin verläuft schleppend

Der Luftverkehr ist einer der schwierigsten Bereiche der globalen Dekarbonisierung. Batterie- und wasserstoffbetriebene Flugzeuge stoßen schnell an physikalische Grenzen. Entsprechend richtet die Branche ihren Blick zunehmend auf synthetisches Kerosin aus erneuerbaren Energien. Doch der Weg zu einem treibhausgasneutralen Luftverkehr bis 2050 ist noch weit.

Eine aktuelle Analyse des PtX Lab Lausitz zeigt, dass die technologische Grundlage bereits vorhanden ist. Die eigentlichen Herausforderungen liegen beim industriellen Hochlauf, bei Energie und Rohstoffen sowie beim politischen Willen.

„Aus technischer Sicht ist klimaneutrales Fliegen möglich“, sagt Anita Demuth, Leiterin des Fachgebiets PtX-Mobilität am PtX Lab Lausitz. „Es gibt bereits eine Bandbreite an Optionen. Entscheidend ist, dass Wirtschaft und Politik gemeinsam voran gehen, Optionen klug auswählen und schnell realisieren.“

Im Mittelpunkt steht dabei strombasiertes Kerosin, das auch als E-Kerosin oder e-SAF bezeichnet wird. Der Kraftstoff wird aus erneuerbarem Strom, Wasserstoff und CO₂ hergestellt und kann in bestehenden Flugzeugen verwendet werden. Technologisch basiert der im internationalen Flugverkehr zur Beimischung zu konventionellem Kerosin aner kannte Produktionspfad auf dem seit langem bekannten Verfahren der Fischer-Tropsch-Synthese.

„Dieses Verfahren existiert seit 100 Jahren“, erklärt Demuth. „Die Herausforderung liegt nicht in der Erfindung, sondern darin, daraus in großem Maßstab eine industrielle Produktion auf Basis von grünem Wasserstoff aufzubauen.“

Der eigentliche Flaschenhals ist somit weniger die Technologie selbst, sondern vielmehr die Geschwindigkeit des Markthochlaufs. Bis 2030 müssen nach Einschätzung der Forschenden erste großindustrielle Anlagen in Betrieb genommen werden, um die Lernkurve für eine globale Skalierung zu starten. „Bis 2030 müssen wir die ersten großen E-Kerosin-Anlagen sehen“, sagt Demuth. „Nur wenn diese Projekte realisiert werden, kann die erstmals greifende Quote der EU zur Beimischung erfüllt werden und es entsteht das Vertrauen für weitere Investitionen.“

Strombedarf und Infrastruktur

Der Aufbau einer solchen Industrie erfordert enorme Mengen erneuerbarer Energie. Denn die Herstellung von E-Kerosin beginnt mit der Elektrolyse, bei der Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten wird.

Damit wird der Ausbau von Wind- und Solarenergie zu einer zentralen Voraussetzung für klimaneutrales Fliegen. Gleichzeitig müssen neue Produktionsanlagen errichtet, CO₂-Quellen erschlossen und internationale Lieferketten aufgebaut werden.

Auch geopolitische Aspekte spielen eine Rolle. „Europa hat hier die Chance, eine Technologieführerschaft aufzubauen“, sagt Lorenzo Cremonese, Experte für synthetische Grund- und Rohstoffe am PtX Lab Lausitz. „Aber wir müssen schnell handeln, damit diese Technologien wirtschaftlich werden.“

Neben der Energie rückt ein weiterer Faktor zunehmend in den Fokus: Rohstoffe. Für Elektrolyseure, Windanlagen, Photovoltaikanlagen und Syntheseanlagen werden zahlreiche Metalle benötigt, darunter Nickel, Kupfer und Platingruppenmetalle.

Noch sind viele dieser Materialien nicht knapp. Doch gleichzeitig steigt die Nachfrage in vielen Zukunftsindustrien, etwa in der Batterieproduktion oder im Bereich der erneuerbaren Energien.

„Viele Rohstoffe sind heute noch nicht kritisch“, sagt Demuth. „Aber in den Mengen, die wir für eine globale Energiewende benötigen, könnten sie zu einem echten Nadelöhr werden.“

Besonders kritisch seien dabei die geopolitischen Abhängigkeiten. Ein großer Teil der Produktion und Verarbeitung vieler Metalle findet derzeit in China statt. „Das Problem ist weniger die geologische Verfügbarkeit von Metallen“, erklärt Cremonese. „Das Problem ist die geopolitische Konzentration in der Vorkette.“

Einen möglichen Hebel bietet zudem der Ausbau der Kreislaufwirtschaft. Viele Metalle befinden sich bereits in bestehenden Produkten und könnten langfristig aufgearbeitet und wiederverwendet werden.

„Die Recyclingindustrie ist ein zentraler Hebel“, sagt Cremonese. „Viele der Materialien sind bereits in unserer Wirtschaft vorhanden, wir müssen sie nur besser zurückgewinnen.“ Zudem könnten technologische Innovationen den Rohstoffbedarf reduzieren. So kommen neue Elektrolyseverfahren mit deutlich weniger kritischen Metallen aus.

Wer zahlt dafür?

Neben Energie- und Rohstofffragen spielen auch die Kosten eine zentrale Rolle. Synthetisches Kerosin ist derzeit deutlich teurer als fossiles. Preissteigerungen lassen sich daher nicht vermeiden. „Allerdings machen die Kraftstoffe nur einen von vielen Faktoren der Ticketpreise aus“, sagt Demuth. „Und hier wird noch lange der schwankende Ölpreis einen größeren Einfluss als die anfangs kleinen Mengen e-SAF haben.“

Die Wissenschaftler betonen, dass die Transformation mehr erfordert als neue Kraftstoffe. Effizienzsteigerungen, die Nutzung alternativer Verkehrsträger auf Kurzstrecken, ein bewussterer Umgang mit Flugreisen sowie die Verlagerung von Fracht auf klimafreundliche Alternativen könnten ebenfalls einen Beitrag leisten.

Gleichzeitig gehen viele Prognosen davon aus, dass das weltweite Flugaufkommen weiter wachsen wird. „Nachhaltige Alternativen wie e-SAF werden immer wichtiger“, sagt Cremonese. „Deshalb müssen wir die technologische Transformation schaffen.“

Ob klimaneutrales Fliegen bis 2045 in Deutschland und bis 2050 weltweit erreichbar ist, entscheidet sich nach Ansicht der Forschenden vor allem in den kommenden Jahren. Ohne einen schnellen industriellen Hochlauf könnte das Ziel außer Reichweite geraten.

Der Weg zum klimaneutralen Luftverkehr ist somit weniger eine Frage der Technologie als vielmehr eine Sache der Geschwindigkeit beim Ausbau von erneuerbarer Energie, neuer Industrie und internationalen Lieferketten. (fw)