Designer-Treibstoffe auf Basis von Kohle, Erdgas und langfristig Biomasse k\u00f6nnten in Zukunft Kerosin in der Luftfahrt abl\u00f6sen. Auf der Suche nach Alternativen zum Erd\u00f6l erforscht das Deutsche Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR) seit mehreren Jahren neue synthetische Treibstoffe f\u00fcr den Luftverkehr. Aktuelle Ergebnisse zeigen, dass die zuk\u00fcnftigen Treibstoffe in Hinblick auf Umweltfreundlichkeit und Zuverl\u00e4ssigkeit dem Kerosin sogar \u00fcberlegen sein k\u00f6nnen.<\/b><\/p>\n
“Gemeinsames Ziel aller Forschungspartner aus Industrie und Wissenschaft ist es, das herk\u00f6mmliche Kerosin auf Erd\u00f6lbasis nicht nur zu ersetzen, sondern langfristig durch einen besseren Treibstoff, ein ‘Designerkerosin’ f\u00fcr eine nachhaltige, umweltfreundliche Luftfahrt von Morgen abzul\u00f6sen”, erkl\u00e4rt Prof. Manfred Aigner, Direktor des DLR-Instituts f\u00fcr Verbrennungstechnik in Stuttgart. “Bei der Entwicklung von alternativen Treibstoffen f\u00fcr den Luftverkehr arbeiten wir daran, diese neuen alternativen Treibstoffe so zu optimieren und modellieren, dass sie einen wesentlichen Fortschritt f\u00fcr die Umwelt und die technische Zuverl\u00e4ssigkeit von Triebwerken bedeuten”, erg\u00e4nzt Aigner.<\/p>\n
Gas to Liquid (GtL) im Einsatz<\/b>
Erfolgreich getestet ist bereits der synthetische Treibstoff Gas to Liquid (GtL). Er wird \u00fcber das bereits in den 1920er Jahren in Deutschland erfundene “Fischer-Tropsch-Verfahren” hergestellt, bei dem Erdgas zun\u00e4chst durch die Zufuhr von Sauerstoff und Wasserdampf zu Synthesegas und dieses im n\u00e4chsten Schritt zu fl\u00fcssigen Kohlenwasserstoffen umgewandelt wird. Ein erster kommerzieller Linienflug mit einer 50-prozentigen Beimischung von GtL zum Kerosin fand bereits im Oktober 2009 in Zusammenarbeit mit Shell, Rolls Royce plc und Qatar Airways statt. F\u00fcr die DLR-Forscher liegt im GtL gro\u00dfes Potenzial: Es stellt eine wichtige Br\u00fccke zu den langfristig angestrebten Biofuels, den alternativen Treibstoffen auf Basis von Biomasse, dar: Sowohl GtL wie auch CtL (Coal to Liquid), ein synthetischer Treibstoff auf Basis von Kohle, werden mit dem gleichen Verfahren (Fischer-Tropsch) produziert, welches auch f\u00fcr die Produktion von BtL (Biomass to Liquid) eingesetzt werden kann. Die neuen Erkenntnisse sind damit auf die Entwicklung von leistungsstarken Biofuels \u00fcbertragbar.<\/p>\n
Ru\u00dfanteile deutlich geringer<\/b>
Dass die Einf\u00fchrung von GtL nicht nur ein Schritt in Richtung Unabh\u00e4ngigkeit vom Erd\u00f6l ist, konnten die Forscher des Instituts f\u00fcr Verbrennungstechnik bereits feststellen: Aktuelle Messungen belegen, dass der Ru\u00dfanteil bei GtL-Treibstoffen im Vergleich zum herk\u00f6mmlichen Kerosin deutlich geringer ausf\u00e4llt. F\u00fcr die Beimischung von GtL zum Kerosin bedeutet dies, dass die Schadstoffemissionen mit steigendem GtL-Anteil im Treibstoff abnehmen \u2013 das verbessert unter anderem die Luftqualit\u00e4t f\u00fcr die Menschen in Flughafenn\u00e4he.<\/p>\n
Und dies ist nur ein Aspekt der umfangreichen Forschung zu neuen Treibstoffen im DLR: “Der Verbrennungsprozess in einer Fluggasturbine ist die Summe von vielen verschiedenen Einzelprozessen. Einer davon ist beispielsweise die Oxidation des Brennstoffes. Um allein diesen einen Prozess zu analysieren, ermitteln wir zun\u00e4chst experimentell an unseren Pr\u00fcfst\u00e4nden, etwa an einem Hochdruckbrenner oder an einer Sto\u00dfrohranlage, die wichtigsten Verbrennungseigenschaften”, erkl\u00e4rt Aigner. Gemessen wird zum Beispiel, wie schnell der Treibstoff reagiert, seine W\u00e4rme freisetzt oder z\u00fcndet. “Mit den Messdaten ‘f\u00fcttern’ wir dann unsere Simulationswerkzeuge, um ein Modell f\u00fcr die gesamten Reaktionsabl\u00e4ufe des Brennstoffs zu erstellen.”<\/p>\n
Ziel der Forscher ist es, mithilfe der Modelle den zuk\u00fcnftigen Treibstoff in einem gezielten Designprozess so zusammenzusetzen, dass in Hinblick auf technische Eignung, Emissionsminderung und chemisch-physikalische Eigenschaften ein optimaler und zuverl\u00e4ssiger neuer Treibstoff entsteht. Die Prognosen r\u00fccken den Einsatz der neuen Treibstoffe in greifbare N\u00e4he: “In den n\u00e4chsten zehn Jahren ist eine allm\u00e4hliche Einf\u00fchrung zun\u00e4chst als Beimischung (‘blend’) zum herk\u00f6mmlichen Kerosin von GtL oder auch CtL zu erwarten. Damit k\u00f6nnen wir bereits dem Problem der Ressourcenverknappung begegnen. Bis zum Jahr 2030 erwarten wir einen weitgehenden Ersatz des Kerosins durch biomassebasierte Treibstoffe. Dies wird dann eine klimaneutrale Luftfahrt erm\u00f6glichen,” sagt Manfred Aigner.<\/p>\n
Hintergrund<\/b>
Das Stuttgarter DLR-Institut f\u00fcr Verbrennungstechnik forscht seit \u00fcber 30 Jahren an Herausforderungen der Verbrennungstechnik im Kraftwerksbereich, in der Luftfahrt und im Verkehr. Seit circa zehn Jahren arbeitet ein Team von rund 20 Wissenschaftlern aus verschiedenen Abteilungen des Instituts am Thema der alternativen Treibstoffe in der Luftfahrt, dies vor allem in gro\u00dfen langfristig angelegten Projekten in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Forschung. Im EU-Auftrag SWAFEA (Sustainable Way for Alternative Fuels and Energy for Aviation) untersuchen die DLR-Verbrennungsforscher gemeinsam mit den Partnern die Machbarkeit und Wirkung des Einsatzes alternativer Treibstoffe in der Luftfahrt. Im EU-Projekt ALFA-BIRD erarbeiten sie eine Roadmap f\u00fcr alternative Flugttreibstoffe, um den Einsatz der neuen Treibstoffe in der Luftfahrt voranzutreiben. Die Entwicklung von Designwerkzeugen f\u00fcr eine biomassebasierte Energieversorgung steht im Fokus des Projektes DEDEBIO. Zur Weiterentwicklung der GtL-Treibstoffe laufen aktuelle Forschungsprojekte in Kooperation mit der Industrie \u2013 zum Beispiel mit Shell, Rolls Royce plc, dem Technologiezentrum Qatar Science & Technology Park und der Texas A&M University Qatar.<\/p>\n
Aufbauend auf diesen Erkenntnissen entwickelt die Industrie neue Triebwerksbrennkammern f\u00fcr die alternativen Treibstoffe. Die Erprobung dieser neuen Brennkammern findet dann wieder im DLR statt, n\u00e4mlich in den einmaligen, daf\u00fcr speziell ausgebauten Hochdruckpr\u00fcfst\u00e4nden des Instituts f\u00fcr Antriebstechnik in K\u00f6ln-Porz.<\/p>\n
Kontakt:<\/b>
Julia Duwe
Kommunikation
Deutsches Zentrum f\u00fcr Luft- und Raumfahrt (DLR)<\/a>
Tel.: 00711-68 62-480
Fax: 00711-68 62-636<\/p>\n