Kerosin aus dem Müll: Forschungsteam macht Kerosin aus Lebensmittelabfällen

Fliegen verursacht rund zwei bis drei Prozent der globalen CO₂-Emissionen, und der Luftverkehr wächst weiter. Gleichzeitig landet ein erheblicher Teil der Lebensmittelabfälle in Deponien oder Kläranlagen, wo er kaum genutzt wird. Forscher:innen der University of Illinois Urbana-Champaign haben jetzt in einer neuen Studie gezeigt, dass sich aus diesem Abfall ein Treibstoff herstellen lässt, der als Beimischung zu konventionellem Kerosin taugt.

Vom Kühlschrank in den Tank

Das Kernverfahren heißt hydrothermale Verflüssigung, kurz HTL. Dabei werden feuchte organische Abfälle unter hohem Druck und hoher Temperatur in ein rohölartiges Biocrude verwandelt. Das Verfahren imitiert den geologischen Prozess der Erdölbildung, braucht dafür aber nur Stunden statt Jahrmillionen. Anschließend reinigen die Forschenden das Biocrude destillativ, um Feuchtigkeit, Asche und Salze zu entfernen.

In einer Vorgängerstudie setzten dieselben Forscher:innen auf intensive katalytische Nachbehandlung, um einen Treibstoff zu erzeugen, der direkt als Kerosin einsetzbar ist. Der neue Ansatz wählt einen einfacheren Weg: weniger Katalysatoreinsatz, stärkere Destillation. Das Ergebnis ist kostengünstiger und umweltschonender zu produzieren, erreicht aber nicht die Reinheit von reinem Kerosin. Deshalb muss es mit herkömmlichem Treibstoff gemischt werden. Studienautor Yuanhui Zhang zieht den Vergleich mit Bioethanol im Straßenverkehr, das ebenfalls als Beimischung zu Benzin verwendet wird. Die Forschungsgruppe arbeitet mit einem Verhältnis von 50 zu 50, sieht aber auch Mischungsanteile von zehn oder zwanzig Prozent SAF als praktikabel an.

Nebenprodukte im Griff

Ein bisher ungelöstes Problem bei HTL-Prozessen ist die sogenannte wässrige Phase, die als Nebenprodukt anfällt. Sie enthält toxische Verbindungen, aber auch wertvolle Nährstoffe. Zhang und sein Team erprobten die elektrochemische Behandlung dieses Abwassers, um Säuren und Nährstoffe zurückzugewinnen. Derzeit verdreifacht diese zusätzliche Reinigungsstufe die Kosten pro Liter, doch das Team geht davon aus, dass technische Weiterentwicklungen die Kosten auf das Niveau der konventionellen Abwasserbehandlung senken werden. Beide untersuchten Szenarien, also mit und ohne elektrochemischer Behandlung, erzielten in der Lebenszyklusanalyse negative CO₂-Bilanzen.

Vom Labor ans Triebwerk

Der größte Engpass liegt laut Zhang nicht im Verfahren selbst, sondern in der Logistik: Lebensmittelabfälle gelangen meist direkt in Deponien oder Kläranlagen, statt gesammelt und wiederverwertet zu werden. Immerhin erlaubt HTL die Nutzung von bereits behandeltem Abwasser als Ausgangsstoff, was den Zugang zu Rohstoffen erleichtert. Im Labor produziert Zhangs Gruppe bereits mehrere Liter aufbereiteten Treibstoff pro Charge. Als nächsten Schritt plant das Team Tests in Dieselmotoren, danach sollen Strahltriebwerke folgen. Die Normen der amerikanischen Prüforganisation ASTM und der Luftfahrtbehörde FAA erfüllt der Kraftstoff bereits in der Grundzusammensetzung.

Die Studie zeigt, dass ein vereinfachter Raffinierungsprozess technisch machbar und ökologisch sinnvoll ist. Für die Luftfahrt, die bis 2050 klimaneutral werden will, könnte urbaner Lebensmittelabfall damit zu einer verlässlichen Rohstoffquelle werden.

via University of Illinois Urbana-Champaign

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