Wissenschaftlern ist es gelungen, Lebensmittelabfälle in nachhaltigen Flugkraftstoff umzuwandeln

Jahr für Jahr landen Millionen Tonnen Lebensmittelabfälle auf Deponien. Dort verursachen sie Methanemissionen – eines der stärksten Treibhausgase. Nun hat eine Gruppe von Wissenschaftlern nachgewiesen, dass dieselben Lebensmittelabfälle in eine wertvolle Quelle für nachhaltigen Flugkraftstoff umgewandelt werden können.

Diese Studie ist ein wichtiger Schritt zur Förderung nachhaltiger Kraftstoffquellen. Insbesondere der Luftverkehr stellt im Dekarbonisierungsprozess eine enorme Herausforderung dar. Mittel- und Langstreckenflüge erfordern Kraftstoffe mit extrem hoher Energiedichte, um lange Strecken zurücklegen zu können – eine Eigenschaft, die aktuelle Batterien noch nicht bieten können.

Aber beachten Sie: Die Umwandlung von Lebensmittelabfällen in Kraftstoff bedeutet nicht, dass die Verschwendung von Lebensmitteln kein Problem mehr darstellt. Die Reduzierung von Verlusten und Verschwendung bleibt die wichtigste Strategie. Diese Studie legt nahe, dass – solange weltweit weiterhin Abfälle anfallen – ein Teil dieser Abfälle einen zusätzlichen Nutzen für die Umwelt bieten könnte.

Von der Mülldeponie in den Treibstofftank eines Flugzeugs

Die in der Fachzeitschrift Nature Sustainability veröffentlichte Studie untersuchte nicht nur die technische Machbarkeit des Verfahrens, sondern analysierte auch das wirtschaftliche Potenzial der Umwandlung von Lebensmittelabfällen in nachhaltigen Kraftstoff.

Der Prozess beginnt mit feuchten organischen Abfällen als Rohstoff, wie beispielsweise Lebensmittelresten aus Haushalten, Abfällen aus Restaurants oder Abfällen aus der Lebensmittelindustrie. Anstatt diese auf eine Deponie zu bringen, werden sie einem thermochemischen Verfahren unterzogen, das als hydrothermale Verflüssigung (HTL) bekannt ist.

Der Prozess beginnt mit feuchten organischen Abfällen als Ausgangsmaterial, wie beispielsweise Lebensmittelabfällen aus Haushalten, Speiseresten aus Restaurants oder Abfällen aus der Lebensmittelindustrie. Anstatt diese Abfälle auf eine Deponie zu bringen, werden sie einem thermochemischen Verfahren unterzogen, das als hydrothermale Verflüssigung (HTL) bezeichnet wird.

Bei diesem Verfahren wird organisches Material mithilfe von Wasser unter hohem Druck und bei hohen Temperaturen rasch in Bio-Rohöl umgewandelt – ein energiereiches Öl, das anschließend zu einem Treibstoff raffiniert werden kann, der dem in Verkehrsflugzeugen verwendeten Kerosin ähnelt. Diese Art von Treibstoff wird als nachhaltiger Flugtreibstoff (SAF) bezeichnet.

Weniger Emissionen, weniger Abfall

Dieses System würde nicht nur ein Abfallprodukt verwerten, sondern könnte auch Emissionen in zweierlei Hinsicht gleichzeitig reduzieren. Einerseits würde es die Zersetzung von Lebensmittelabfällen und die Freisetzung von Methan verhindern. Andererseits könnte es die Abhängigkeit von den derzeit in der Luftfahrt verwendeten fossilen Brennstoffen verringern.

Die Forscher betonen, dass der Wert dieses Vorschlags darin liegt, ein Abfallprodukt zu verwerten, das derzeit oft auf Deponien oder in Kläranlagen landet. Anstatt einfach nur zu Abfall zu werden, könnten diese Lebensmittelreste als Rohstoff für die Herstellung von Flugkraftstoff wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden.

Ist das möglich?

Der Nachweis, dass etwas im Labor funktioniert, ist jedoch nur der erste Schritt. Die große Frage ist, ob es sich in großem Maßstab kosteneffizient und mit einem echten Umweltnutzen produzieren lässt. Zu diesem Zweck simulierten sie verschiedene Produktionsszenarien und bewerteten die Kosten für die Sammlung der Abfälle, deren Transport, die Umwandlung in Bio-Rohöl, die Raffination und den Vertrieb des daraus gewonnenen Kraftstoffs.

Eine wichtige Einschränkung besteht darin, dass das vorgeschlagene Produkt so konzipiert ist, dass es mit herkömmlichem Kerosin gemischt wird – zunächst in geringeren Anteilen oder bis zu 50 % –, und nicht dazu dient, dieses vollständig zu ersetzen. Auf diese Weise lassen sich die Emissionen senken, ohne dass bestehende Triebwerke oder die Infrastruktur angepasst werden müssen.

Ihre Ergebnisse zeigen, dass diese Technologie unter bestimmten Voraussetzungen wirtschaftlich rentabel sein und Teil einer Kreislaufwirtschaft werden könnte. Es sind jedoch noch erhebliche Herausforderungen zu bewältigen, bevor diese Technologie in großem Maßstab zum Einsatz kommen kann.

Die Zukunft

Bislang wurden die Arbeiten in kleinem Maßstab durchgeführt. Dem Team ist es gelungen, im Labor mehrere Liter Kraftstoff herzustellen – eine Menge, die ausreicht, um erste Tests an Dieselmotoren durchzuführen. Der nächste Schritt wird darin bestehen, den Kraftstoff in Strahltriebwerken zu testen, wie sie in den meisten modernen Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen.

Das Verfahren ist zwar nach wie vor mit hohen Kosten verbunden, doch die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass diese Kosten durch die Weiterentwicklung der Technologie und ihre spätere Skalierung für den industriellen Einsatz gesenkt werden können. In der Zwischenzeit macht die Wissenschaft weiterhin kleine Schritte auf dem Weg zur Lösung einiger der größten ökologischen Herausforderungen unserer Zeit.