Es sieht aus wie eine Szene aus dem Hollywood-Actionfilm "Top Gun": Ein Flugzeug nähert sich langsam der vorausfliegenden Maschine, sinkt ab und schert dann direkt dahinter ein. Das Flugzeug beginnt heftig zu wackeln, im Cockpit scheppern die Instrumente. Nur 50 Meter trennen die beiden Maschinen.
Die beiden Piloten im Cockpit steuern die Falcon 20E in den Turbulenzen souverän und konzentriert – tatsächlich können aber nur die Besten dieses Manöver absolvieren: direkt in den Abgasstrahl einer vorausfliegenden Maschine zu fliegen. "Das ist wie eine sehr dynamische Wildwasserfahrt, wo man auch noch permanent einen Presslufthammer dabei hat", beschreibt es Ingmar Mayerbuch, einer der Piloten und Leiter des Flugbetriebs des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Oberpfaffenhofen (DLR).
Erstmalig E-Fuel-Emissionsmessung im Flug hinter Propellermaschine
Dem DLR ist damit etwas gelungen, was vorher noch niemand gemacht hat: Es konnte im Flug gemessen werden, welche Emissionen eine Turboprop-Maschine erzeugt, wenn sie mit 100 Prozent synthetischem Kraftstoff fliegt. Erste Emissionsmessungen hatten am Flughafen Oberpfaffenhofen bereits vor einigen Monaten stattgefunden – allerdings am Boden.
Jetzt ging die E-Fuel-betankte "D328® UpLift" zum ersten Mal zusammen mit dem Laborflugzeug des DLR [externer Link] in die Luft. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wollen herausfinden, inwiefern der Einsatz von E-Fuels zur Reduktion klimaschädlicher Emissionen im Luftverkehr beitragen kann.
Klimaproblem Fliegen: Direkte und indirekte CO2-Effekte
Der ruppige Ritt soll ein Schritt auf dem Weg zu einem ehrgeizigen Ziel sein: Die EU hat beschlossen, bis 2050 Klimaneutralität in Wirtschaft und Gesellschaft herzustellen. Das betrifft auch den Luftverkehr. Nach einem Bericht des Büros für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) trägt die Luftfahrt 3,5 bis 5 Prozent zur globalen Erwärmung bei. "Die Luftfahrt wird sich neu erfinden müssen", sagt Markus Fischer, DLR-Bereichsvorstand Luftfahrt.
Fliegen ist in doppelter Hinsicht ein Klimaproblem: Zum einen produziert der Flugverkehr direkt das Treibhausgas CO₂, zum anderen gibt es aber auch sogenannte Nicht-CO₂-Effekte. Dazu gehört vor allem die Kondensstreifenbildung. "Kondensstreifen wärmen ähnlich viel wie das gesamte CO₂ seit Anbeginn der Luftfahrt", erklärt die wissenschaftliche Projektleiterin Christiane Voigt vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. Kondensstreifen entstehen, weil am Ruß aus den Abgasen Eiskristalle entstehen. Die wachsen zu Eiswolken heran und spiegeln die Erdwärme auf die Oberfläche zurück.
Synthetisches Kerosin gegen Klimawirkung
Schon der TAB-Bericht [externer Link] wies darauf hin, dass synthetisches Kerosin ("Power to Liquid", PtL), das mit Strom aus erneuerbaren Energien sowie CO₂ und Wasser produziert wird, auf dem Weg zum klimaverträglichen Fliegen einen Beitrag leisten kann: Da die E-Fuels fast ohne Rußpartikel verbrannt werden können, entstehen auch weniger Kondensstreifen.
Dazu sind sie als sogenanntes "Drop-in-Fuel" sofort einsatzbereit, meint DLR-Flugbetriebsleiter Ingmar Mayerbuch: "Das Schöne ist, dass man tatsächlich keinen großen Unterschied merkt. Die Leistung ist dieselbe, das dynamische Verhalten des Triebwerks ist dasselbe." Nur die Dichtungen müssten angepasst werden, weil das synthetische Kerosin anders mit dem Material reagiert als herkömmlicher Treibstoff.
Allerdings, gibt Nora Wissner, Klimawissenschaftlerin am Berliner Öko-Institut zu bedenken, dass derzeit Produktionskapazitäten für die neuen Kraftstoffe fehlen. "In 2030 wird man mit den angekündigten Produktionsanlagen auf knapp 1,4 Millionen Tonnen kommen. Davon wird nur ein Drittel in Europa entstehen an Produktionskapazitäten und das entspricht gerade mal drei Prozent des derzeitigen Kraftstoffeinsatzes in der EU des Luftverkehrs." Immerhin: Am 1. Oktober hat in Leuna (Sachsen-Anhalt) mit dem symbolischen ersten Spatenstich der Bau der weltgrößten Forschungsanlage [externer Link] für E-Fuels begonnen.
E-Fuel nur ein Teil der Lösung
Darüber hinaus: E-Fuels können nur ein Teil der Lösung sein, um Fliegen klimaverträglicher zu machen. Darauf weisen auch die Forschenden des DLR-Projekts hin. Da Kondensstreifen nur bei bestimmten Wetterbedingungen entstehen, müssten zukünftig Flugrouten besser geplant werden. Auch bei den Antriebssystemen der Flugzeuge und der Flugzeugkonstruktion selbst sehen die DLR-Expertinnen und Experten noch Bedarf für Verbesserungen.
Video: Luftfahrt - Klimaverträglichkeit durch E-Fuels?
Machen E-Fuels die Luftfahrt klimaverträglicher?
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