Flugverkehr

Weniger Kondensstreifen dank Bio-Kerosin

Robert Klatt

Bio-Kerosin reduziert die Bildung von Kondensstreifen, die die Strahlungsbilanz der Erde beeinflussen und für eine lokale Erwärmung führen.

Stuttgart (Deutschland). Fossiles Kerosin, das aus Erdöl gewonnen wird, erzeugt bei der Verbrennung Rußpartikel, die über die Abgase von Flugzeuge in die Umwelt gelangen. Als Kondensationskeime sorgen diese Partikel in der Luft dann dafür, dass aus unterkühlten Wassertropfen Eiskristalle gefrieren. Es entstehen somit Kondensationsstreifen, die bei feuchtkalten Bedingungen in acht bis zwölf Kilometern Höhe über Stunden existieren. Lokal wirken sich diese Kondensationsstreifen auf die Strahlungsbilanz der Erde aus und sorgen dadurch für eine weitere Erwärmung. Dieser Effekt könnte sich laut einer Studie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) bis 2050 verdreifachen.

Abhilfe schaffen kann hier laut des Forschungsprojekt Nasa/DLR-Multidisciplinary Airborne Experiments/Emission and Climate Impact of alternative Fuel (ND-Max/Eclif 2), an dem unter anderem das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Max-Planck-Institut für Chemie und die US-Raumfahrtbehörde NASA beteiligt waren, Bio-Kerosin, das aus Pflanzen oder Abfällen statt aus Erdöl gewonnen wird. Eine Mischung aus diesem Kraftstoff und herkömmlichen Kerosin verringert die Rußemissionen und sorgt damit für eine geringere Bildung von Eiskristallen, die die wärmende Wirkung der Kondensstreifen verursachen.

DLR-Forschungsflugzeug Atra untersucht Kraftstoffmischung

In der Praxis wurde dies mithilfe des DLR-Forschungsflugzeug Atra, ein Airbus A320, untersucht, den die Wissenschaftler mit verschiedenen Kraftstoffmischungen betankten. Das Forschungsflugzeug DC-8 der NASA folgte im geringen Abstand und erfasste dabei Daten über Abgase und Kondensstreifen. Zuerst erfolgte laut der Publikation im Fachmagazin Nature Communications Earth & Environment ein Flug mit dem konventionellen Kerosin Jet A-1, später wurde das Bio-Kerosin Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (Hefa) zu 30 und 50 Prozent beigemischt.

Die 50-50-Mischung konnte die Anzahl von Eiskristallen in Kondensstreifen halbieren. Dies verringert die Klimawirkung der Kondensstreifen um etwa 20 bis 30 Prozent. Dies ist laut Eclif-2-Projektleiter Patrick Le Clercq vom DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart möglich, weil Bio-Kerosin ohne zyklische Kohlenwasserstoffe, sogenannte Aromate, erzeugt werden können. Aromate sind bei herkömmlichen Kerosin die Hauptursache für die Entstehung von Ruß.

„Dieser Nachweis ist ein Durchbruch für die Möglichkeiten einer klimafreundlicheren Luftfahrt, Denn eine geringere Anzahl von Eiskristallen verringert den durch Kondensstreifen verursachten zusätzlichen Energieeintrag in die Atmosphäre. Damit verringert sich die klimawärmende Wirkung der Kondensstreifen-Bewölkung deutlich“, konstatiert Christiane Voigt vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre in Oberpfaffenhofen.

Nature Communications Earth & Environment, doi: 10.1038/s43247-021-00174-y

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