Grünes Flugzeugbenzin aus Reststoffen der Papierindustrie kann Luftfahrt sauberer machen

Aufgrund besonderer Anforderungen an Flugzeugbenzin sind nicht alle Rohstoffe für die Herstellung synthetischer Flug-Kraftstoffe geeignet. Einen möglichen Rohstoff produziert die Papierindustrie en masse – für die Verwendungen in Flugzeugen war Ligninöl aus Holzabfällen bisher jedoch nicht geeignet.

Ab 2027 möchte die Internationale Organisation der zivilen Luftfahrt (ICAO) zudem neue Emissionsrichtlinien veröffentlichen. Neben dem Straßen- und Schienenverkehr, sowie der Schifffahrt gelten damit auch für den Luftverkehr strengere Abgaswerte.

Wissenschaftler des Forschungszentrums für saubere Energie am Korea Institute of Science and Technology (KIST) haben nun eine Möglichkeit gefunden, Ligninöl für die Treibstoffherstellung aufzubereiten und sehen koreanische Luftfahrtunternehmen gut für strengere Abgasvorschriften gewappnet.

Von der Papierfabrik in den Flugzeugtank

Das Team unter der Leitung von Dr. Jeong-Myeong Ha hat eine Technik entwickelt, durch die aus Holzabfällen Kraftstoffe in Luftfahrtqualität in Massenproduktion hergestellt werden können. Die Herstellung von Flugzeugbenzin aus Holzabfällen war bisher aufgrund der hohen Viskosität des Öls schwierig.

Lignin macht 20 bis 40 Prozent der Lignozellulose aus, der Zellwand verholzter Pflanzen einschließlich Holz und Gras. Große Mengen Lignin fallen als Abfall in der Zellstoffindustrie an. Bei der Pyrolyse von Lignin entsteht ein Öl, das aufgrund seiner hohen Viskosität (Zähigkeit) wenig industriellen Nutzen hat. Ligninabfälle dienen derzeit lediglich als minderwertiger Kesselbrennstoff.

Um die Anwendungsfelder zu erweitern, nutzen die Forscher ein bewährtes Verfahren der Petrolchemie. Das sogenannte Hydrocracken spaltet üblicherweise Rohöl, das sich nur schwer als Brennstoff verwenden lässt. Das hydrogecrackte Ligninöl – gemischt mit Roh-Ligninöl im Verhältnis 7:3 – senkt die Viskosität des Öls auf ein Siebtel (von 750 cp auf 110 cp), sodass es für industrielle Zwecke verwendet werden kann. Zum Vergleich: Die Viskosität von Wasser beträgt 1 cp und die Viskosität von Speiseöl 80 cp.

Das so aufbereitete Öl kann dem Prozess für den kontinuierlichen Prozess zur Massenproduktion der Biobrennstoffe zurückgeführt werden. Darüber hinaus hat das Endprodukt ähnlich wie Flugzeugbenzin einen niedrigen Gefrierpunkt im Vergleich zu Benzin und Diesel. Seine hohe Energiedichte ermöglicht zudem die Verwendung als hochwertiger Brennstoff oder Rohstoff für chemische Produkte.

Ausreichend Rohstoffe trotz Digitalisierung

Einen Mangel an für das grüne Flugzeugbenzin benötigte Rohstoffe sieht Dr. Ha vom KIST nicht. Er sagte: „Trotz der digitalen Revolution unterstützt ein starker Anstieg des weltweiten Paketvolumens die weltweite Papierproduktion.“

Während bisherige chemische Verfahren nicht in der Lage waren, die großen Mengen Ligninabfälle in qualitativ hochwertige Brennstoffe umzuwandeln, „hat unsere Forschung das Potenzial für die Massenproduktion von Düsentreibstoffen aus den ansonsten nutzlosen Ligninabfällen eröffnet“, fügte Ha hinzu.

Weiter sagte er: „Diese Errungenschaft wird [helfen], die ab 2027 in Kraft tretenden Vorschriften für die Treibhausgasemissionen von Düsentreibstoffen proaktiv zu erfüllen.“