Dem Netto-Null-Fliegen einen Schritt näher: Methanol-to-Jet erhält ASTM-Zertifizierung

Mehr als drei Prozent aller weltweiten Kohlendioxid-(CO₂)-Emissionen sind auf die Luftfahrt zurückzuführen, daher hat die Dekarbonisierung des Luftverkehrs eine hohe Priorität. Dabei werden nachhaltige Flugtreibstoffe (Sustainable Aviation Fuel, SAF) voraussichtlich eine zentrale Rolle spielen: Schätzungen der internationalen Luftfahrtindustrie zufolge könnten SAF etwa 65 Prozent der erforderlichen Emissionssenkung liefern, um die CO₂-Emissionen aus dem Luftverkehr bis 2050 auf Netto-Null zu reduzieren. Forschende am Paul Scherrer Institut PSI tragen zu dieser Transformation bei, indem sie neue Verfahren zur Herstellung von SAF entwickeln.

Nun wurde ein wichtiger Meilenstein erreicht: Ein neues SAF-Herstellungsverfahren, die sogenannte Methanol-to-Jet-Technologie (MtJ), hat die ASTM-Zertifizierung erhalten und ist damit einem breiten Einsatz nähergekommen.

Was sind nachhaltige Flugtreibstoffe?

Sustainable Aviation Fuels (SAF) sind erneuerbare Kraftstoffe, die aus nicht-erdölbasierten Rohstoffen hergestellt werden und eine kohlenstoffärmere Alternative zu herkömmlichem Flugtreibstoff darstellen. Entscheidend ist, dass sie mit herkömmlichem Flugtreibstroff gemischt und in bestehenden Flugzeugen und Infrastrukturen eingesetzt werden können. SAF lassen sich auch aus einer Reihe von Rohstoffen über verschiedene Technologien herstellen. Eine davon ist das Methanol-to-Jet-Verfahren, bei dem Methanol in synthetischen Flugtreibstoff umgewandelt wird.

Dieses Verfahren wurde bereits 2020 vom Paul Scherrer Institut PSI und der Empa im Rahmen ihrer SynFuels-Kooperation als vielversprechende Option erkannt. Heute gehören das Konsortium reFuel.ch sowie die Kooperation zwischen dem PSI und dem Zürcher Klima-Start-up Metafuels zu den wichtigsten Initiativen, die diese Entwicklung vorantreiben. Im Rahmen ihrer Kooperation haben das PSI und Metafuels, mit Unterstützung des Bundesamts für Energie (BFE), die weltweit erste Demonstrationsanlage gebaut, um das Methanol-to-Jet-Verfahren auf der Grundlage der von den beiden Partnern entwickelten Technologie «aerobrew» zu testen.

Das Methanol-to-Jet-Verfahren hat nun erfolgreich das ASTM-Qualifizierungsverfahren gemäss ASTM D4054 («Standard Practice for Evaluation of New Aviation Turbine Fuels and Fuel Additives») durchlaufen und wurde für die Aufnahme in ASTM D7566 («Standard Specification for Aviation Turbine Fuel Containing Synthesized Hydrocarbons») zugelassen. Die Qualifizierung für die D7566-Norm ist ein wesentlicher Schritt für jede neue SAF-Technologie und wird weltweit in der Luftfahrtindustrie anerkannt.

Warum ist die ASTM-Zertifizierung für die SAF-Branche wichtig?

Die internationale Standardisierungsorganisation ASTM (American Society for Testing and Materials) entwickelt technische Normen für eine Vielzahl von Materialien, Produkten, Systemen und Dienstleistungen.

Auch für den Luftfahrtsektor und für jeden neuen Flugtreibstoff ist die ASTM-Zertifizierung ein entscheidender Schritt. Sie stellt sicher, dass Kraftstoffe strenge Sicherheits-, Qualitäts- und Leistungsanforderungen erfüllen, bevor sie in der kommerziellen Luftfahrt verwendet werden können. Das Zertifizierungsverfahren beruht auf einer internationalen Übereinkunft zwischen den ASTM-Mitgliedern, die die Interessen der Industrie vertreten, darunter Flugzeug- und Triebwerkshersteller, Kraftstoffproduzenten, Regulierungsbehörden und Forschende.

Aufgrund der ASTM-Zulassung können Methanol-to-Jet-Kraftstoffe nun als sogenannte Drop-in-Kraftstoffe betrachtet werden. Das bedeutet, sie können ohne weitere Modifizierung mit herkömmlichem Flugtreibstoff gemischt und in bestehenden Flugzeugen und in der bestehenden Kraftstoffinfrastruktur eingesetzt werden.

Es bedarf allerdings noch erheblicher Anstrengungen, um die Produktionskapazitäten auszubauen und die künftige Nachfrage zu decken. Am PSI bringt die Pilotanlage auf dem Campus die Technologie nun voran, erweitert die Kapazität und schliesst damit die Lücke zwischen Forschung und praktischer Anwendung.