In einem bahnbrechenden Zug hat Alaska Airlines Flight 4 letzte Woche den ersten kommerziellen Flug mit einem brandneuen Biokraftstoff auf Holzbasis in Angriff genommen, der von Seattle nach Washington, DC flog. Die Luftfahrtindustrie wird aus Stammesgebieten und privaten Forstbetrieben in Washington, Oregon und Montana zu einem sauber verbrannten Biokraftstoff verarbeitet und ist der Senkung der CO2-Emissionen einen Schritt näher gekommen.
Das Projekt, das von der Northwest Advanced Renewables Alliance (NARA) geleitet und mit einem Zuschuss von 39, 6 Mio. USD vom National Institute of Food and Agriculture des US-Landwirtschaftsministeriums finanziert wird, ist Teil der Bemühungen der Luftfahrtindustrie, bis 2020 eine klimaneutrale Zone zu erreichen Fortgeschrittenes Triebwerks- und Flugzeugdesign sowie Betriebs- und Routingprobleme können Fluggesellschaften dabei unterstützen, dass es letztendlich wirklich um den Treibstoff geht.
„Der größte Teil der Umstellung muss auf alternativen Kraftstoffen beruhen“, sagt Patrick Gruber, CEO von Gevo, Inc. Gevo, ein in Colorado ansässiges Biokraftstoffunternehmen, ist der Vordenker, der die Holzzellulosefaser durch sein patentiertes Verfahren in Düsentreibstoff umwandelt Alkohol-zu-Jet (ATJ) -Methode. „Sonst kommt man von hier einfach nicht dorthin. Das Wachstum des Kraftstoffbedarfs ist etwas für sich - im Grunde genommen ein Wachstum von 1 bis 3 Milliarden Gallonen pro Jahr. Das ist die Art von Volumen, die für die Zukunft ausgeglichen werden müssten. “
Der Prozess ist nicht einfach, aber die Ergebnisse sind wegweisend.
Holzabfälle in Form von Halden, Hackschnitzeln und Biomasse werden einem chemischen Prozess unterzogen, bei dem mithilfe von Enzymen die natürliche Fermentation von Holzzucker mithilfe der von Gevo patentierten Hefe beschleunigt wird. Der entstehende Alkohol wird dann in Düsentreibstoff umgewandelt.
"Dies ist das einzige Mal in der Geschichte der Menschheit, dass Holzzucker zu Düsentreibstoff gemacht wurde, dessen ich mir bewusst bin", sagt Gruber. "Es ist ein Paradigmenbrecher."
Letzte Woche war Alaska Airlines Flug 4, der von Seattle nach Washington, DC flog, der erste Flug, der mit dem neuen Biokraftstoff auf Holzbasis durchgeführt wurde. (Alaska Airlines) 
Die Northwest Advanced Renewables Alliance (NARA) bezieht ihre Holzabfälle aus Stammesländern und privaten Forstbetrieben in Washington, Oregon und Montana. (NARA) 
Ein Horizontalschleifer zerkleinert Holz von Haufen. (NARA) 
Ein Spänewagen wird mit Holzabfällen und abgestorbenen Bäumen beladen. (NARA) Düsentriebwerke sind unglaublich getunte und raffinierte Maschinenteile und können nur mit einer Kraftstoffart verbrennen: Kerosin. Alle Arten von Biokraftstoffen, die in der Luftfahrtindustrie verwendet werden, müssen zertifiziert sein. Die Erlangung dieser Zertifizierungspflicht erfordert umfangreiche Tests, die nicht nur von den Biokraftstoffwissenschaftlern, sondern auch von allen verschiedenen Motorenherstellern durchgeführt werden. Militärflugzeuge müssen zahlreiche erfolgreiche Testflüge absolvieren.
„Ich glaube, dass es [der Biokraftstoff auf Holzbasis] seit ungefähr sechs Jahren gibt“, sagt Mike Wolcott, Projekt-Co-Direktor von NARA. "Was wir herstellen, ist molekular identisch mit Kraftstoffen auf Erdölbasis, mit Ausnahme von Materialien auf Biobasis."
Der Biokraftstoff auf Holzbasis ist zwar neu, der Einsatz erneuerbarer Biokraftstoffe in der Luftfahrtbranche jedoch nicht. Tatsächlich hat Gevo im Juni zwei kommerzielle Flüge für Alaska Airlines mit einer 20-prozentigen Mischung aus erneuerbarem Biojet-Kraftstoff aus US-Mais durchgeführt. Gruber sagt, dass das ATJ-Verfahren des Unternehmens Zucker - ob in Holz, Zuckerrüben oder Mais - in Isobutanol aufspalten und dann in Düsentreibstoff umwandeln kann.
„Es zeigt, dass wir mehrere Zuckerquellen verwenden können“, sagt Gruber. Es ist von Bedeutung, Holzzucker zu verwenden, der voller Verunreinigungen und viel faseriger ist als erneuerbare Kohlenstoffe auf Lebensmittelbasis. „Wir können Holz- oder Maisstärke oder Rübenzucker herstellen. Im Grunde bedeutet [ATJ], dass ich dies mit jeder Kohlenhydratquelle von überall auf der Welt tun kann, was es im globalen Maßstab lohnenswert macht. “
Holz spielt eine interessante Rolle in der Technologie für erneuerbare Brennstoffe, da es reichlich und nachhaltig ist. Überschüssiger Holzzellstoff beispielsweise aus der Holz- oder Tischlerindustrie oder Holzabfälle aus nachhaltiger Forstwirtschaft sind leicht zu beschaffen. Es ist auch umweltfreundlicher - nicht nur als direkter Wechsel von fossilem Kohlenstoff zu erneuerbarem Kohlenstoff, sondern auch als Folge der Treibhausgasemissionen, da die Kohlenstoffquelle anders verbrennt.
"Aus unseren Berechnungen", sagt Wolcott. "Dies hat eine 70-prozentige Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Vergleich zu unserem konventionellen Erdölbrennstoff."
Gruber schließt sich Wolcott an, fügt aber hinzu, dass die Energiequelle für die Erzeugung des Brennstoffs - in diesem Fall eine Mischung aus Wasserkraft und Kohlefeuerstrom - ebenfalls in einer umfassenden Analyse von der Wiege bis zur Bahre berücksichtigt werden muss. „Viele der Technologien, die die Leute betrachten, verschwimmen, weil sie denken, dass es [Biokraftstoffe] alles sind, was eine Alternative zu Öl ist, aber das funktioniert nicht. Man muss eine erneuerbare Kohlenstoffquelle haben und auch etwas für die Energie tun. “
Gruber stellt fest, dass Gevo für sein Werk in Minnesota eine umweltfreundliche Energiequelle wie einen Holzofen nutzen möchte.
Der nächste Schritt ist dann die Skalierung.
„Wir arbeiten immer noch in kleinen Anlagen“, sagt Wolcott, obwohl Gevo Mittel für den Bau eines größeren Werks sammelt. "Wir bekommen noch nicht den optimalen Maßstab."
Unabhängig davon scheint die Zukunft der Biokraftstoffe in der Luftfahrtbranche klar zu sein: Sie gehen nirgendwo hin. In den USA und in Europa sind bereits mehrere Biokraftstoffanlagen in Betrieb, die andere Standards wie Ethanol oder Biodiesel verwenden. Darüber hinaus haben sich der Seattle-Tacoma International Airport (Sea-Tac), Alaska Airlines und Boeing kürzlich zusammengeschlossen, um eine Studie zu finanzieren, in der die Entwicklung und Durchführbarkeit der Infrastruktur untersucht wird, mit der Biokraftstoffe in Sea-Tac eingebracht werden können, um alle Fluggesellschaften zu bedienen, die von Sea-Tac Gebrauch machen dieser Flughafen.
„Die Luftfahrtindustrie hat den Umstieg auf Biokraftstoffe sehr unterstützt“, sagt Wolcott. "Das liegt daran, dass sie dies als eine unabdingbare Komponente betrachten, damit sie weiterhin global wachsen können."
