Methanol als Rohstoff für nachhaltige Flugkraftstoffe anerkannt
Die globale Flotte von über 23.000 Großflugzeugen verbraucht jährlich etwa 350 Milliarden Liter Treibstoff und verursacht rund drei Prozent der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen. Für Langstreckenflüge über 4.000 Kilometer existieren derzeit keine Alternativen zu flüssigen Kraftstoffen, da nur diese eine ausreichende Energiedichte bieten. Ein bedeutender Fortschritt wurde nun bei der Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) erzielt: Methanol wurde von der internationalen Standardisierungsorganisation ASTM als zulässiger Rohstoff für den Herstellungsweg Alcohol-to-Jet qualifiziert.
Neue Möglichkeiten für Methanol-to-Jet-Kraftstoffe
Mit dieser Zulassung können künftig Methanol-to-Jet-Blendingkomponenten produziert und mit mindestens 50 Volumenprozent herkömmlichem Kerosin zu einem sogenannten „Drop-in“-Kraftstoff vermischt werden. Dieser ist vollständig kompatibel mit bestehenden Flugzeugen, Triebwerken und der vorhandenen Infrastruktur, ohne dass Anpassungen erforderlich sind.
Für das vom Bundesministerium für Verkehr geförderte Verbundprojekt „SAFari“ stellt diese Entscheidung einen wichtigen Meilenstein dar. Die Überarbeitung der internationalen Spezifikation ASTM D7566 Annex 5 wurde am 30. Juli 2026 veröffentlicht. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines effizienten Herstellungsprozesses für nachhaltigen Flugkraftstoff auf Methanolbasis, um einen weiteren technologischen Beitrag zur Dekarbonisierung der Luftfahrt zu leisten.
Begleitung des ASTM-Qualifizierungsprozesses
Die Projektpartner begleiteten den ASTM-Qualifizierungsprozess als Mitglieder der Task Force Methanol-to-Jet intensiv. Die gewonnenen Erkenntnisse flossen frühzeitig in die Entwicklung des Herstellungsverfahrens ein. Ein wichtiger Erfolgsfaktor war die frühzeitige Bewertung der Kraftstoffqualität, die mit dem am DLR-Institut für Verbrennungstechnik entwickelten Prescreening-Verfahren auch bei geringen Probenmengen möglich war. Dieses Verfahren ermöglichte eine umfassende Einschätzung, ob der Kraftstoff die ASTM-Spezifikationen erfüllt, und unterstützte somit die zielgerichtete Prozess- und Katalysatorentwicklung.
Herstellung nachhaltigen Methanols als Basis für Flugkraftstoff
Die SAF-Produktion auf Basis der Methanol-to-Jet-Technologie nutzt nachhaltiges Methanol, das entweder aus biogenen Quellen oder durch die Kombination von Wasserstoff und abgeschiedenem CO₂ hergestellt wird. Im ersten Schritt wird Methanol mittels Methanol-to-Olefins-Synthese (MTO) in kurzkettige Olefine umgewandelt, wobei Wasser als Nebenprodukt den Sauerstoff entfernt. Anschließend erfolgt eine Oligomerisierung zu langkettigen Olefinen, die bei Raumtemperatur flüssig sind. Durch Hydrierung mit Wasserstoff werden diese Olefine in stabile Paraffine überführt, die den hohen Anforderungen der Luftfahrt entsprechen.
Dr. Elias Frei, Bereichsleiter Wasserstofftechnologien am Fraunhofer ISE, erklärt: „Im SAFari-Projekt entwickeln wir ein innovatives Verfahren mit maßgeschneiderten Katalysatoren und prozessinternen Rückführungen, das eine kohlenstoffbasierte SAF-Ausbeute von über 85 Gewichtsprozent anstrebt. Die erfolgreiche ASTM-Qualifizierung stellt eine der größten Herausforderungen für die Demonstration und Skalierung dar.“
Dr. Achim Schaadt, Abteilungsleiter Nachhaltige Syntheseprodukte, ergänzt: „Nach der Qualifizierung liegt der Fokus nun auf der weiteren Optimierung und Skalierung des Produktionsprozesses.“ Projektleiter Dr. Franz Mantei fügt hinzu: „Ziel ist es, größere Mengen des Kraftstoffs bereitzustellen, um weiterführende Tests und Demonstrationen zu ermöglichen und somit die industrielle Umsetzung von Methanol-basiertem Sustainable Aviation Fuel voranzutreiben.“
Das Marktpotenzial dieser Technologie ist erheblich. Für den europäischen Flugverkehr werden gemäß den vorgegebenen Quoten bis zum Jahr 2050 rund 40 Millionen Tonnen nachhaltiger Flugkraftstoffe prognostiziert.
Projektkonsortium und Förderung
Das Konsortium des Projekts SAFari („Sustainable Aviation Fuels based on Advanced Reaction and Process Intensification“) umfasst neben dem Fraunhofer ISE die ASG Analytik-Service AG, BP Europa SE, Clariant Produkte (Deutschland) GmbH, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR), Technip Energies France S.A.S, Südzucker AG, den Bundesverband der Deutschen Luftverkehrswirtschaft e.V. (BDL) sowie Airbus Helicopters Deutschland GmbH. Somit deckt das Konsortium die gesamte Wertschöpfungskette ab.
Das Projekt wird seit dem 1. Dezember 2022 vom Bundesministerium für Verkehr (BMV) für die Dauer von sechs Jahren gefördert.
Wissenschaftliche Ansprechpartner:
- Franz Mantei: franz.mantei@ise.fraunhofer.de
