Unterstützung für eine nachhaltige Luftfahrt in Brasilien

Ein deutsches Kooperationsprojekt fördert die Produktion nachhaltiger Kraftstoffe und sieht Chancen im aktuellen globalen Szenario für die Dekarbonisierung des Verkehrs.

Auf dem Weg zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft hat der Luftfahrtsektor, der weit von einem vollständig elektrischen Betrieb entfernt ist, die Substitution von Kerosin als Geschäftsmöglichkeit erkannt und das „Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation“ (CORSIA) ins Leben gerufen.

Dieses 2016 von der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO) vorgeschlagene sektorale Abkommen zielt darauf ab, den Anstieg von CO2-Emissionen auf internationalen Flügen durch den Einsatz von nachhaltigen Flugkraftstoffen (SAF) zu neutralisieren. Gemäß dem Abkommen müssen Unternehmen, die die Ziele für die Verwendung von SAF nicht erfüllen, Gutschriften auf dem Kohlenstoffmarkt kaufen. 

Produktion von E-Fuels in Brasilien

Seit 2017 arbeitet das Projekt „Klimaneutrale alternative Kraftstoffe" (ProQR) der IKI in Brasilien daran, das Land mithilfe der Nutzung des „Power-to-Liquid Kraftstoffkonzepts“ zu einer internationalen Referenz in der Produktion von Elektro-Kraftstoffen (E-Fuels) zu machen. Als Unterzeichner der ICAO wird Brasilien ab 2027 an der verpflichtenden CORSIA-Phase teilnehmen.

Das Projekt gliedert sich in vier Bereiche. Diese umfassen die Unterstützung bei der Erstellung einer Pilotanlage, die Kommunikation mit relevanten Akteuren des Sektors, Fortbildungsangebote und Zusammenarbeit mit der wissenschaftlichen Forschung sowie die Verbreitung der Projektergebnisse.

Übergang zu einer sauberen und dezentralen Energieversorgung

Power-to-Liquid (PtL)-Kraftstoffe nutzen als primären Input elektrische Energie, die aus erneuerbaren Quellen wie Sonnenkollektoren, Windturbinen und kleinen Wasserkraftwerken erzeugt wird. Der Prozess beinhaltet auch die Produktion von grünem Wasserstoff und die Abscheidung von CO₂ direkt aus der Umgebungsluft oder aus industriellen Quellen, wie zum Beispiel Biogas oder Glycerin aus der Produktion von Biodiesel. Das Ergebnis ist ein flüssiger Kraftstoff, vergleichbar mit fossilen Brennstoffen, der eine 80-prozentige Reduzierung der Emissionen ermöglicht.

Laut Marcos Oliveira Costa, dem stellvertretenden Leiter des IKI-Projekts ProQR, kann die Möglichkeit, diese Kraftstoffe in der Nähe der Verbrauchsorte zu produzieren, als innovative Veränderung für den Sektor angesehen werden. „Mit der Produktion dieser Art von Kraftstoff am Verbrauchsort oder in dessen Nähe können wir die Distributionslogistik und die hohen Kosten, die mit der Versorgung von Flughäfen und Flugplätzen in abgelegenen Regionen, wie zum Beispiel in Nordamazonien, verbunden sind, besser ausgleichen." 

Nach der Validierung des Konzepts und dem Abschluss der technischen Machbarkeitsstudien geht das IKI-Projekt nun in eine weitere Phase über. „Heute befinden wir uns in einem entscheidenden Moment, um die Pläne für die Pilotanlage zu konsolidieren und die Gespräche zwischen den Partnern aus Rio Grande do Norte, Ceará, São Paulo und Goiás voranzutreiben", so Costa während des ProQR-Webinars „Clean Aviation for Brazil" im Juni. 

Das Projekt arbeitet auch daran, die Ausbildung von Referenzlaboratorien zur Analyse der PtL-Kraftstoffe zu unterstützen – eine wichtige Maßnahme, um eine internationale Zertifizierung zu erhalten.

Herausforderungen bei der Entwicklung von nachhaltigen Flugkraftstoffen

Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung von SAF ist ihre Standardisierung. Damit soll sichergestellt werden, dass Flugzeuge unabhängig von dem Land, in dem sie betankt werden, die gleiche Leistung aufweisen. Diese komplexen und kostspieligen Zertifizierungsprozesse erfordern eine gemeinsame Anstrengung von SAF-Entwicklern, Aufsichtsbehörden, Labors, Universitäten und Flugzeugausrüstern. Neben der Sicherung der Qualitätsstandards dieser neuen Kraftstoffe gewährleistet die internationale Zertifizierung auch, dass keine Anpassungen an den Flugzeugen notwendig sein werden.

Hohe Produktionskosten sind eine weitere Herausforderung und werfen Fragen hinsichtlich der wirtschaftlichen Tragfähigkeit von nachhaltigen Flugkraftstoffen auf. Pietro Mendes, Direktor der Abteilung für Biokraftstoffe im Ministerium für Bergbau und Energie (MME), betonte jedoch während des Webinars, dass die Energiewende ein unumkehrbarer Prozess sei: „Brasilien hat sich der verpflichtenden Phase von CORSIA angeschlossen, und wenn Fluggesellschaften, die internationale Flüge durchführen, hier nicht mit SAF betankt werden können, müssen sie Emissionsgutschriften auf dem internationalen Markt kaufen, was sich ohnehin auf die Ticketpreise auswirken wird."

Eduardo Soriano, Direktor der Abteilung für angewandte Technologien im Ministerium für Wissenschaft, Technologie und Innovation (MCTI), wurde noch deutlicher: „Der teuerste Treibstoff ist manchmal der, den man nicht hat. Und das ist auch eine Frage der nationalen Sicherheit." 

Noch ist das Fehlen spezifischer Vorschriften für SAFs in Brasilien ein Hindernis für die Errichtung von Produktionsanlagen. Dies könnte sich jedoch bald ändern, da zwei kürzlich vom Nationalen Rat für Energiepolitik (CNPE) veröffentlichte Resolutionen neue Regeln für die Regulierung des Sektors vorstellen.

Günstige Entwicklungen in der nationalen politischen Agenda

Im Mai dieses Jahres wurde mit dem Start des „Fuel of the Future"-Programms ein wichtiger Meilenstein in der Dekarbonisierung des brasilianischen Transportsektors gesetzt, der auch die Luftfahrt betrifft. Der Beschluss, mit dem das Programm ins Leben gerufen wurde, sieht die Einführung nachhaltiger Flugkraftstoffe in die nationale Energiematrix vor und nimmt damit auch öffentliche Maßnahmen vorweg, die auf diesen Sektor abzielen.

Eine weitere Resolution des Nationalen Rates für Energiepolitik wurde im Februar veröffentlicht und leitet die Nationale Agentur für elektrische Energie und die Nationale Agentur für Erdöl, Erdgas und Biokraftstoffe an, Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen in neue Technologien und Energiequellen zu priorisieren. Eine wichtige Quelle ist Wasserstoff, der eine hohe Energiedichte aufweist, vielseitig einsetzbar ist, kein CO2 emittiert und die Fähigkeit besitzt, Energie zu speichern. 

Die Agentur schlug auch Richtlinien für das Nationale Wasserstoffprogramm vor, das einen regulatorischen Rahmen für den großtechnischen Einsatz schaffen soll. Der Minister für Bergbau und Energie, Bento Albuquerque, kündigte an, dass bis Anfang August 2021 ein vorläufiger Rahmen für diese Strategie festgelegt werden soll.

Sicherlich macht die notwendige Einbindung verschiedener Sektoren, wie Wissenschaft, Technologie, Innovation, Transport, Infrastruktur und alternative Energien, den Übergang zu einer sauberen Luftfahrt in Brasilien komplexer. Sie schafft aber auch Möglichkeiten zur Ausweitung der öffentlichen Finanzierung solcher Projekte. Maßnahmen in diese Richtung tragen dazu bei, ein sichereres Umfeld für Unternehmen und für technologische Innovationen zu schaffen und ermöglichen so das Potenzial für die Entwicklung einer kohlenstoffarmen Wirtschaft. 

Darauf setzt auch das IKI-Projekt ProQR, indem es den Bau der ersten Pilotanlage für PtL-SAF in Brasilien weiter unterstützt.