Biotreibstoffe könnten Klima helfen
Für die Klimabilanz sind diese Kondensstreifen, die wir alle vom Blick auf den Horizont kennen, äußerst wichtig: „Sie wirken sich stärker aus als das von Flugzeugen ausgestoßene Kohlendioxid“, sagt die Umweltphysikerin Bernadett Weinzierl von der Universität Wien gegenüber science.ORF.at. Insgesamt ist die Luftfahrt nach Expertenschätzung für fünf Prozent der vom Menschen verursachten Klimaerwärmung verantwortlich.
100 Meter hinter den Triebwerken
Gemeinsam mit Kollegen von der US-Weltraumbehörde (NASA) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat Weinzierl vor drei Jahren in Kalifornien an einem spektakulären Experiment teilgenommen. An Bord des DLR-Forschungsflugzeuges Falcon mit mehr als einem Dutzend Instrumenten flogen die Wissenschaftler in den Abgasstrahl einer NASA DC-8 - nur 100 Meter hinter ihren vier Triebwerken - und maßen die emittierten Rußpartikel und Gase. „Da wird man ganz schön durchgeschüttelt und braucht einen guten Magen“, erinnert sich Weinzierl.
DLR
Im Abgasstrahl der DC-8
Studie
„Biofuel blending reduces particle emissions from aircraft engines at cruise condition“, Nature, 15.3.2017
Das Manöver über den Wolken diente aber einem wissenschaftlichen Zweck: unter Echtzeitbedingungen herauszufinden, wie viele Schadstoffe ein Flugzeug mit verschiedenen Arten Treibstoff ausstößt. Am wichtigsten waren den Forschern dabei die Rußpartikel. Diese wirken nämlich als Kondensationskeime für kleine Eiskristalle, die als Kondensstreifen sichtbar werden. Unter bestimmten, feucht-kalten, Bedingungen können sie in einer Höhe von acht bis zwölf Kilometern mehrere Stunden bestehen und einen eigenen Wolkentyp („Kondensstreifen-Zirren“) bilden. Diese hoch gelegenen Wolken tragen zur Erwärmung der Atmosphäre und somit zum Klimawandel bei.
Bis zu 70 Prozent weniger Ruß
Entscheidend für die Bildung dieser Wolken ist die Anzahl der Rußpartikel, die ein Flugzeug ausstößt, sagt Weinzierl. „Wir haben die DC-8 deshalb mit verschiedenen Treibstoffen fliegen lassen. Zum einen mit handelsüblichem Kerosin, zum anderen mit einer 50:50-Prozent-Mischung aus Kerosin und einem Biotreibstoff.“
Resultat: Die Biovariante verringerte den Ausstoß von Rußteilchen um 50 bis 70 Prozent. Ob das auch zu weniger Kondensstreifen führte, haben die Forscher nicht konkret untersucht. Es ist aber sehr wahrscheinlich, denn „es gibt einen linearen Zusammenhang“, so Weinzierl. „Wenn ich die Anzahl der Rußpartikel reduziere, dann reduziere ich auch die Anzahl der Eispartikel, aus denen die Kondensstreifen bestehen.“
Bernadett Weinzierl
Weinzierl wäre keine Wissenschaftlerin, wenn sie ihre Ergebnisse nicht einschränken würde: Sie gelten nur für „rußreiche Regime“, betont sie, was in etwa so viel heißt wie: bei relativ alten Triebwerken und bei einer bestimmten Luftfeuchtigkeit.
So spektakulär die Grundlagenforschung von Weinzierl und ihren Kollegen ist, so weit ist sie noch von einer flächendeckenden Anwendung entfernt. Die Lufthansa etwa fliegt zwar laut einer Mitteilung seit dem Vorjahr vom Flughafen Oslo mit einer Biotreibstoffmischung. Ob der in der Studie verwendete Biotreibstoff HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids) in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht, ist aber mehr als fraglich. HEFA wird aus dem Öl von Leindottersamen gewonnen – ebenso wie bei Algen und Raps wären riesige Anbauflächen notwendig, um den Gegenwert an Energie, der heute aus Kerosin gewonnen wird, herzustellen.
Lukas Wieselberg, science.ORF.at