Dena-Studie zu Dac-Kerosin: Wie der Luftverkehr mit nachhaltigem CO2 klimaneutral werden kann

(Dena) Die Flugbranche steht unter Druck. Sie muss bis 2050 fossilfrei werden. Funktionieren könnte es mit synthetischem Kerosin, das aus grünem Wasserstoff und nachhaltigem CO2 hergestellt wird. Eine Studie der Deutschen Energie-Agentur (Dena) in Zusammenarbeit mit der Lut University (Lut) und der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH (Lbst) kommt nun zu dem Ergebnis: Um das zu schaffen, müssen über 90 Prozent des benötigten CO2 aus der Luft gewonnen werden. Die dafür nötige Direct Air Capture (Dac)-Technologie stellt eine gewaltige Herausforderung dar, die schon heute politische Unterstützung erfordert.


99.9 Prozent des Treibstoffs in der kommerziellen Luftfahrt ist fossiles Kerosin. Weil Batterien zu schwer und Wasserstoffzellen nicht leistungsfähig genug sind, setzt die Luftfahrt zunehmend auf klimaneutrale Kraftstoffe wie Biokerosin und E-Kerosin. Eine Studie der Dena, die gemeinsam mit Lut und Lbst entwickelt wurde, zeigt nun erstmalig auf, wie viel E-Kerosin in Europa, den USA und weltweit benötigt wird, damit der Luftfahrtsektor im Jahr 2050 vollständig unabhängig von fossilen Brennstoffen ist. Anhand einer quantitativen Szenarioanalyse wurde der Einsatz von fossilfreien Alternativen mit E-Kerosin, das mit CO2 aus Dac hergestellt wird (Dac-Kerosin), verglichen. Dazu wurden unter anderem die Produktionskosten und die für die Produktion benötigte Fläche betrachtet sowie politische Handlungsempfehlungen abgeleitet.

Erhebliche Mengen an CO2 benötigt
Die Studie kommt zu dem Ergebnis, dass aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Biokerosin und anderen technologischen Alternativen im Jahr 2050 fast 60 Prozent des Kraftstoffbedarfs durch E-Kerosin gedeckt werden muss. Die grösste Herausforderung ist, dass für die Herstellung erhebliche Mengen an CO2 benötigt werden: Über 90 Prozent des CO2-Bedarfs für die E-Kerosin-Produktion im Jahr 2050 muss durch Dac gedeckt werden. In Summe wären das 161 bis 281 Mio. t CO2 pro Jahr in Europa und 102 bis 176 Mio. t CO2 pro Jahr in den USA.

Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der Dena-Geschäftsführung: "Solche Analysen sind wichtig, um die Energiewende konkret zu beziffern. Direct Air Capture muss eine wichtige Rolle in der fossilfreien Luftfahrt spielen. Aber die Herausforderung ist enorm. Sind Europa und die USA bereit, so viel erneuerbaren Strom für eine fossilfreie Luftfahrt bereitzustellen? Oder sollten wir andere, nicht-technologische Lösungen, wie beispielsweise eine Deckelung der Nachfrage, in Betracht ziehen? Wir müssen das richtige Gleichgewicht zwischen dem, was wirtschaftlich machbar und gesellschaftlich akzeptabel ist, finden.“

Neben E-Kerosin-Anlagen auch Dac-Anlagen erforderlich
Matteo Micheli, Seniorexperte Wasserstoff und synthetische Kraftstoffe und Hauptautor der Dena: "Die Industrie baut bereits einen bedeutenden E-Kerosin-Markt auf. In Europa sollen E-Kerosin-Projekte, für die bereits endgültige Investitionsentscheidungen vorliegen, im Jahr 2030 mindestens 1.83 Mio. t E-Kerosin produzieren. Eine wichtige Erkenntnis aus unserer Arbeit ist, dass wir neben E-Kerosin-Anlagen auch Dac-Anlagen entwickeln müssen, um die E-Kerosin Produktion mit nachhaltigem CO2 zu versorgen. Und das schon heute. Ein sehr aktuelles positives Beispiel ist die erhöhte US-Steuergutschrift 45Q für die Nutzung von CO2 aus Dac in Höhe von 130 US-Dollar pro Tonne CO2 über einen Zeitraum von 12 Jahren."

Um die benötigte Menge an Dac-Kerosin im Jahr 2050 heimisch zu produzieren, müssten die USA bis zu 1.250 TWh/Jahr an erneuerbarem Strom allein für die Dac-Kerosin-Produktion erzeugen. Europa sogar bis zu 2.000 TWh/Jahr. Zum Vergleich: Europa produzierte im Jahr 2021 etwa 1.700 TWh/Jahr an erneuerbarem Strom für alle Endanwendungen. Das bedeutet, dass es bis 2050 mehr als die gesamte heutige erneuerbare Stromerzeugung allein für die Produktion von E-Kerosin erzeugen müsste. Dasselbe gilt für die USA, die im Jahr 2021 860 TWh Strom aus erneuerbaren Energien (ohne Kernenergie) erzeugten.

Deutliche Vorteile
Dennoch hat Dac-Kerosin deutliche Vorteile: Es benötigt im Vergleich zu anderen Treibstoffalternativen keine Agrarfläche und kann in heutigen Flugzeugen verwendet werden, ohne dass die Flugzeuge verändert werden müssen. Dac-Kerosin ist eine technisch skalierbare Lösung, die Ressourcenintensiv ist. Damit ist sie nicht die einzige, aber eine sehr zentrale Lösung für eine fossilfreie Luftfahrt.

Vorteil Tempo: Kampagne für schnellere Transformation
Die gegenwärtige Versorgungskrise macht deutlich, wie wichtig die Energiewende auch aus sicherheitspolitischen Gründen ist. Neben der langfristigen Aufgabe Klimaneutralität muss Deutschland akut seine Energiesicherheit stärken. Der Vorteil: Beide Ziele lassen sich durch eine schnelle Abkehr von fossilen Energieträgern erreichen. Deutschland kann den erhöhten Handlungsdruck nutzen, um die Transformation zu beschleunigen. Die entscheidenden Stellschrauben, wirksame Massnahmen sowie passgenaue Dena-Projekte und Publikationen hat die Dena auf ihrer Website zusammengestellt (sieh unten).

Dena-Studie: E-Kerosene for Commercial Aviation >>

Vorteil Tempo: klimaneutral, unabhängig, sicher >>

Text: Deutsche Energie-Agentur (Dena)

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