Vom Beiprodukt zum Flugkraftstoff

Die Luftfahrt ist einer der Sektoren, deren Dekarbonisierung am schwierigsten ist, aber gleichzeitig einer der dringlichsten. Da der weltweite Flugverkehr voraussichtlich weiter zunehmen wird, steht die Branche vor einer entscheidenden Herausforderung: Wie lassen sich Emissionen drastisch reduzieren und gleichzeitig die globale Mobilität aufrechterhalten?

Nachhaltiger Flugkraftstoff (SAF) gilt weithin als die praktikabelste Lösung auf kurze bis mittlere Sicht. Doch die Skalierung der SAF-Produktion ist nicht nur eine Frage der Technologie. Es ist eine Frage der Ressourcen. Woher sollen die enormen Mengen an nachhaltigeren Rohstoffen kommen, die zur Versorgung dieser Branche benötigt werden?

Die Antwort auf diese Herausforderung ist klar: Wir müssen das, was bereits vorhanden ist, besser nutzen, anstatt uns auf neue Ressourcen zu verlassen, die weitere Herausforderungen für Mensch und Umwelt mit sich bringen.

In verschiedenen Branchen finden sich Öle und Fette ungenutzt als Beiprodukt in Produktionsprozessen, oder sie werden als Abfallstrom entsorgt. Genau diese Bei- und Abfallprodukte entwickeln sich heute zu einer wichtigen Grundlage für die Zukunft des Flugverkehrs. Durch die Kombination fortschrittlicher Trenntechnologie mit fundiertem Prozess-Know-how hilft GEA dabei, Abfall in eine strategische Ressource umzuwandeln, die einen stärker kreislauforientierten Weg zu SAF ermöglicht.

Die Lücke zwischen Anspruch und Realität schließen

Die Luftfahrt verbraucht derzeit jährlich rund 300 Millionen Tonnen Flugkraftstoff, während das weltweite Angebot an potenziellen biobasierten Rohstoffen deutlich geringer ist. Und nur ein Bruchteil dieser biobasierten Rohstoffe wird heute für SAF genutzt.

Gleichzeitig kurbeln regulatorische Rahmenbedingungen wie die EU-Richtlinie über erneuerbare Energien die Nachfrage an. Während die Richtlinie klare Ziele für die Beimischung von SAF in den kommenden Jahrzehnten vorgibt, führt dies bislang zu einer wachsenden Kluft zwischen den Ambitionen und den verfügbaren Ressourcen.

Um diese Lücke zu schließen, ohne den Planeten noch weiter zu belasten, müssen die Anbieter über konventionelle Rohstoffe hinausgehen. So spielten beispielsweise Speiseöle wie Soja-, Palm- und Rapsöl in der frühen Biokraftstoffproduktion eine Rolle, doch sie bringen hinsichtlich Landnutzung und Ernährungssicherheit ihre eigenen ökologischen Fallstricke mit sich.

Die Zukunft von SAF hängt von alternativen Quellen ab – von Materialien, die nicht mit den Nahrungsmittelsystemen konkurrieren und bereits in bestehenden Wertschöpfungsketten vorhanden sind.

Eine neue Perspektive: Die Wertschätzung von Abfall

Altöle und -fette entwickeln sich rasch zur vielversprechendsten Kategorie zukünftiger Rohstoffe. Gebrauchte Speiseöle (UCO), Abfälle aus Fettabscheidern sowie Rückstände aus der Lebensmittelverarbeitung und der Pflanzenölraffination bieten klare Vorteile: Sie sind weit verbreitet, eh schon vorhanden, nur werden sie nicht ausreichend genutzt. 

Jährlich werden über 10 Millionen Tonnen Altfrittieröl für die Biokraftstoffproduktion wiederverwertet. Eine Zahl, die wächst – nur nicht schnell genug.

Die Förderung eines höheren Konsums von frittierten Lebensmitteln ist allerdings keine Lösung für das Versorgungsproblem. Jenseits der etablierten Quellen liegt eine noch größere Chance: industrielle Nebenprodukte wie Abwasser aus Palmölmühlen (POME), Palmenfettsäuredestillat (PFAD), Ölrückstände in Bleicherden (SBEO) und Öl aus Bioethanolproduktionen auf Maisbasis. Täglich gehen erhebliche Mengen dieser wiederverwertbaren Öle in den Produktionsprozessen verloren.

Doch das beginnt sich zu ändern. Was einst als Abfall galt, wird heute als wertvoller Rohstoff erkannt, vorausgesetzt, es kann effizient zurückgewonnen und verarbeitet werden.

Technik, die komplexe Rohstoffe erschließt

Die Rückgewinnung von Öl aus Nebenströmen ist keine triviale Aufgabe. Diese Stoffgemische weisen oft unterschiedlichste Zusammensetzungen auf, sind verunreinigt und schwer zu trennen. Allein die Qualität von gebrauchtem Speiseöl kann je nach Herstellungs- und Handhabungsweise stark variieren. Der Grad der Verunreinigung kann von einigen wenigen Teilen pro Million bis zu mehreren hundert reichen.

Um dieser Komplexität gerecht zu werden, kombiniert GEA bewährte Zentrifugaltechnologie mit maßgeschneiderter Prozessgestaltung. Zentrifugen – seit langem in der Öl-Wasser-Trennung etabliert – werden an die Herausforderungen moderner Ausgangsmaterialien angepasst und optimiert, um eine effiziente Trennung von Öl, Wasser und Feststoffen auch unter anspruchsvollen Bedingungen zu ermöglichen.

Ebenso wichtig ist das Anwendungs-Know-how. Jedes Ausgangsmaterial erfordert einen spezifischen Ansatz. Möglicherweise ist eine Vorbehandlung erforderlich, die das Aufbrechen von Emulsionen umfasst. Auch die chemische Zusammensetzung, der Verschmutzungsgrad sowie die gewünschte Verwendung müssen berücksichtigt werden.

Risikominimierung bei Ölgewinnung: vom Labor zum Großmaßstab

Die Umwandlung komplexer Nebenströme in zuverlässige Ausgangsmaterialien erfordert strenge Tests, Validierung und Skalierung. Das Process Test Center (PTC) von GEA für Separation und Prozessentwicklung bietet die ideale Umgebung für jeden dieser Schritte.

Das PTC mit Sitz in Oelde ist Dreh- und Angelpunkt der Entwicklungsarbeit von zentrifugaler Trenntechnik, in dem Laboranalysen, Pilotversuche und die gesamte Prozessentwicklung unter einem Dach vereint sind. Mit bisher mehr als 12.000 durchgeführten Tests und 25.000 Produktanalysen bietet der Standort eine einzigartige Wissensbasis für die Bewältigung selbst anspruchsvollster Anwendungen.

Im PTC werden Suspensionen auf ihre physikalischen und chemischen Eigenschaften hin untersucht. Anschließend führen Ingenieure Schleuder- und Pilottests unter realistischen Bedingungen durch, um die Leistung im industriellen Maßstab zu simulieren, und optimieren dabei alles von der Maschinenauswahl bis hin zum kompletten Prozessdesign.

Dieser strukturierte „Test before Invest“-Ansatz reduziert Risiken, beschleunigt die Umsetzung und stellt sicher, dass Lösungen sowohl technisch als auch wirtschaftlich tragfähig sind. Von der ersten Machbarkeitsprüfung bis zum vollumfänglichen Einsatz profitieren Kunden von zuverlässigen Daten, fachkundiger Beratung und bewährten Prozesskonzepten.

Vom Nebenprodukt zum Geschäftsmodell

Die verstärkte Nutzung von Nebenströmen zur Herstellung von Biokraftstoffen wird durch fortschrittliche Verarbeitungstechnologie ermöglicht. Um das Angebot jedoch wirklich zu steigern, ist auch eine Neuausrichtung der Geschäftsmodelle erforderlich.

Im Bereich der Bioethanolproduktion beispielsweise war Maisöl traditionell ein Nebenprodukt von begrenztem Wert. Heute wird es gezielt zurückgewonnen und in Rohstoff für erneuerbare Kraftstoffe umgewandelt, wodurch neue Einnahmequellen erschlossen und die Gesamtwirtschaftlichkeit des Ethanol-Prozesses verbessert werden.

Ähnliche Veränderungen finden in anderen Branchen statt, in denen die Betreiber über Wertschöpfung statt über Abfallwirtschaft nachdenken. Diese Entwicklung spiegelt einen breiteren Trend zur Kreislaufwirtschaft wider, bei dem Materialien so lange wie möglich im Umlauf bleiben und Abfall durch die Gestaltung von Produkten minimiert wird.

Effizienzen steigern

Die Vorteile eines stärker kreislauforientierten Ansatzes für die Ressourceneffizienz gehen über die Wahl der Rohstoffe hinaus. Durch die Rückgewinnung von Ölen aus Abfällen und Rückständen reduzieren die Hersteller die Umweltauswirkungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Weniger Abfall, weniger Transportbedarf, weniger Entsorgung, weniger Emissionen und eine effizientere Nutzung der bestehenden Infrastruktur – dies verbessert die Gesamtbilanz der SAF-Produktion weiter.

Durch die Diversifizierung der Rohstoffquellen und die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen schaffen die Hersteller ein widerstandsfähigeres und skalierbares Biokraftstoff-Ökosystem.

Den Übergang zu nachhaltigem Fliegen beschleunigen

Der Weg zur Dekarbonisierung der Luftfahrt wird schrittweise verlaufen. Flugzeuge, die heute in Dienst gestellt werden, bleiben jahrzehntelang im Einsatz und sind während ihrer gesamten Lebensdauer auf flüssige Treibstoffe angewiesen. SAF spielt dabei eine entscheidende Brückenfunktion, indem es Emissionsreduktionen innerhalb der bestehenden Infrastruktur ermöglicht.

Die Skalierung der SAF-Produktion auf das erforderliche Niveau erfordert jedoch kontinuierliche Innovation, Investitionen und Zusammenarbeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Indem GEA bisher ungenutzte Öle und Fette in brauchbare Rohstoffe umwandelt, trägt das Unternehmen dazu bei, eine zirkulärere, effizientere und nachhaltigere Zukunft für die Luftfahrt zu gestalten.