Erste Studie zum In-Flight-Einsatz von 100 Prozent nachhaltigem Flugzeugtreibstoff (SAF) mit vielversprechenden Ergebnissen

Die vorläufigen Ergebnisse einer weltweit ersten Studie zur Untersuchung der Auswirkungen von 100 Prozent nachhaltigem Flugzeugtreibstoff (SAF) auf die beiden Triebwerke eines kommerziellen Passagierflugzeugs sind vielversprechend

Im Rahmen der Studie ECLIF3 („Emission and Climate Impact of Alternative Fuels”), an der Airbus, Rolls-Royce, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der SAF-Hersteller Neste beteiligt sind, wurde erstmals der gleichzeitige Einsatz von 100 Prozent SAF an beiden Triebwerken eines kommerziellen Passagierflugzeugs gemessen – ein Airbus A350 mit Rolls-Royce Trent XWB-Triebwerken.

© Airbus, S.Ramadier

Anfang des Jahres wurden die ersten Flug- und Bodentests des ECLIF3-Forschungsprogramms zur Untersuchung der Emissionen durchgeführt und vor kurzem wieder aufgenommen. Das interdisziplinäre Team, zu dem auch Forscher des National Research Council of Canada und der University of Manchester gehören, plant die Veröffentlichung seiner Ergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften für Ende nächsten Jahres sowie 2023.

Die Ergebnisse der Studie werden die laufenden Bemühungen von Airbus und Rolls-Royce unterstützen, die Luftfahrt auf einen größeren Einsatz von SAF als Teil der breit angelegten Initiative zur Dekarbonisierung der Industrie vorzubereiten. Flugzeuge dürfen derzeit nur mit einer maximal 50-prozentigen Mischung aus SAF und herkömmlichem Kerosin fliegen, aber beide Unternehmen unterstützen die Bemühungen, die Verwendung von 100-prozentigem SAF zu zertifizieren.

Im April 2021 wurden drei Testflüge durchgeführt, bei denen der A350 bei seinem Flug über dem Mittelmeer von einem Falcon-Forschungsflugzeug des DLR verfolgt wurde. Ziel war dabei, die beim Fliegen entstehenden Emissionen von Kerosin und dem nachhaltigen HEFA-Treibstoff („Hydro-processed esters and fatty acids”) von Neste zu vergleichen. Das Team führte auch Konformitätsprüfungen zum Einsatz von 100% SAF durch: alle Systeme funktionierten bei diesen ersten Testflügen einwandfrei.

Die Versuche mit 100% SAF sowie einem HEFA/Jet A-1-Gemisch wurden in diesem Monat wieder aufgenommen. Bodentests zur Messung der Emissionen wurden ebenfalls durchgeführt, um die Vorteile von SAF für die lokale Luftqualität zu quantifizieren. Das Forschungsteam stellte fest, dass SAF unter allen Betriebsbedingungen des Triebwerks weniger Partikel freisetzt als herkömmliches Kerosin, was auf das Potenzial zur Verbesserung der Luftqualität in der Flughafenumgebung und Verringerung der Klimabelastung hinweist.

Hinzu kommt: SAF besitzt im Vergleich zu herkömmlichen Kerosin eine geringere Dichte, aber einen höheren Energiegehalt pro Kilogramm. Dies bringt einige Vorteile hinsichtlich der Effizienz des Flugzeugs mit sich, das weniger Treibstoff verbrennen und daher auch transportieren muss. Die detaillierte Analyse durch das Team läuft derzeit noch.

„Nachhaltiger Treibstoff für Flugzeuge gilt weithin als eine entscheidende Lösung für die sowohl kurz- als auch langfristige Verringerung der Klimaauswirkungen der Luftfahrt“, sagt Jonathan Wood, Nestes Vice President Europe, Renewable Aviation. „Durch dieses Projekt zur Messung der umfangreichen Vorteile von SAF im Vergleich zu fossilem Kerosin werden wir Daten erhalten, die den Einsatz von SAF in höheren Konzentrationen als 50 % unterstützen und den zusätzlichen Nutzen des Einsatzes von SAF verdeutlichen.“

„Triebwerke und Treibstoffsysteme können am Boden getestet werden, aber die einzige Möglichkeit, die für den Erfolg dieses Programms erforderlichen vollständigen Emissionsdaten zu sammeln, besteht darin, ein Flugzeug unter realen Bedingungen zu fliegen“, so Steven Le Moing, New Energy Programme Manager bei Airbus. „In-Flight-Tests mit dem A350 bieten den Vorteil, dass die direkten und indirekten Triebwerksemissionen einschließlich Partikelemissionen hinter dem Flugzeug in großer Höhe gemessen und bestimmt werden können.“ 
 
Simon Burr, Director Product Development and Technology, Rolls-Royce Civil Aerospace, sagt: „Diese Forschung ergänzt die Tests, die wir bereits an unseren Triebwerken sowohl am Boden als auch in der Luft durchgeführt haben und bei denen festgestellt wurde, dass aus technischer Sicht nichts gegen den Einsatz von 100 % SAF spricht. Wenn wir den Langstreckenverkehr wirklich dekarbonisieren wollen, dann ist 100 % SAF ein entscheidendes Element, und wir unterstützen seine Zertifizierung für die Luftfahrt.“

Das Falcon-Verfolgungsflugzeug des DLR ist mit mehreren Sonden ausgestattet, um die Emissionen des A350 in Reiseflughöhe und mit einem Abstand von nur 100 Metern zu messen. Die Messwerte werden anschließend mit wissenschaftlichen Instrumenten analysiert.

„SAF hat nachweislich über den Lebenszyklus einen deutlich geringeren CO2-Fußabdruck als herkömmliches Kerosin und wir sehen nun auch seine Vorteile bei der Reduzierung von Nicht-CO2-Effekten“, sagt Markus Fischer, DLR-Bereichsvorstand Luftfahrt. „Durch Tests wie diese können wir neue Erkenntnisse über 100-prozentiges SAF und seinen Einsatz im Flug gewinnen, und vieles deutet darauf hin, dass SAF die Klimaauswirkungen verringern kann. Wir freuen uns darauf, die Messdaten der zweiten ECLIF3-Testreihe zu untersuchen, die Anfang des Monats mit einem ersten Verfolgungsflug über dem Mittelmeer gestartet wurde.”

Im Jahr 2015 hat das DLR die ECLIF1-Kampagne durchgeführt und mit seinen Forschungsflugzeugen Falcon und A320 ATRA alternative Treibstoffe untersucht. Diese Untersuchungen wurden 2018 mit der ECLIF2-Kampagne fortgesetzt, bei der der A320 ATRA mit einer Mischung aus Standard-Flugkraftstoff und bis zu 50 % HEFA flog. Die Ergebnisse dieser Forschung belegten das vorteilhafte Emissionsverhalten von Kraftstoffgemischen aus bis zu 50 Prozent SAF und ebneten den Weg für die ECLIF3-Testflüge mit 100 Prozent SAF.

Über Neste

Neste (NESTE, Nasdaq Helsinki) schafft Lösungen zur Bekämpfung des Klimawandels und für einen schnelleren Umstieg auf eine Kreislaufwirtschaft. Wir veredeln Abfälle, Reststoffe und innovative Rohstoffe zu nachwachsenden Brennstoffen und nachhaltigen Ausgangsstoffen für Kunststoffe und andere Materialien. Wir sind der weltweit größte Hersteller von erneuerbarem Diesel und nachhaltigem Treibstoff für die Luftfahrt und entwickeln das chemische Recycling von Kunststoffabfällen, um das Recycling von Materialien zu erhöhen und die Plastikverschmutzung zu bekämpfen. Mit Hilfe unserer erneuerbaren und zirkulären Lösungen unterstützen wir unsere Kunden dabei ihre Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 20 Millionen Tonnen CO2-Äquivalent jährlich zu reduzieren. Als technologisch fortschrittlicher Verarbeiter hochwertiger Ölprodukte haben wir das Ziel einer CO2-neutrale Produktion bis 2035. Deshalb führen wir auch nachwachsende und recycelte Rohstoffe wie Altkunststoffe als Raffinerierrohstoffe ein. Wir sind fester Bestandteil der Dow Jones Sustainability-Indizes und der „Global 100“-Liste der nachhaltigsten Unternehmen der Welt. Im Jahr 2020 belief sich der Umsatz von Neste auf 11,8 Milliarden Euro, wobei 94 % des vergleichbaren operativen Ergebnisses des Unternehmens aus erneuerbaren Produkten stammen. 

Source

Neste Corporation, Pressemitteilung, 2021-11-29. 

Supplier

Airbus
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR)
Neste Corporation
Rolls-Royce

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