European Green Deal - Europa will klimaneutral werden. Dieses Ziel kann nur erreicht werden, wenn es gelingt, die CO2-Emissionen des Luftfahrtsektors zu reduzieren. Aus diesem Grund wird hier emsig geforscht, um herauszufinden, was die Antriebstechnik zukünftig können muss und wie nachhaltige Treibstoffe hergestellt werden können.
Bei Langstreckenflügen machen die Kraftstoffe 50% der Betriebskosten aus. Welcher Treibstoff eignet sich gut und wie muss die Antriebstechnologie an diesen angepasst werden, um fliegen zu können? Antworten auf diese Fragen werden derzeit z.B. in Laboren des FH Joanneum Graz, in Österreich erforscht. Die größten Hoffnungen werden derzeit in Wasserstoff gesetzt. Als Kraftstoff eingesetzt, verursacht er keine CO2-Emissionen und ist in der Umwandlung in Energie effizienter als Kerosin.
Mit der Frage, wie „Sustainable Aviation Fuel (SAF)“, also nachhaltiger Treibstoff hergestellt werden kann, beschäftigt sich derzeit ein EU-Projekt. 11 Forschungseinrichtungen aus 6 Ländern widmen sich seit Jahresbeginn dieser Aufgabe. Geleitet wird das Projekt „ToFuel“ von der Technischen Universität Graz. Ziel ist es ein Bioraffinerie-Konzept zu entwickeln, das abfallfrei und CO2-neutral ist, und einen Flugtreibstoff produziert, der nachhaltig und wirtschaftlich konkurrenzfähig ist. Die Grundlage bilden Tomatenabfälle.
Im Ranking der weltweit am meisten konsumierten Gemüsesorten, liegt die Tomate auf Platz 2 (nach der Kartoffel). Salat, Mark, Passata, Ketchup, Sugo, Konserven … geht es darum, welches Gemüse am meisten verarbeitet wird, ist die Tomate auf Platz 1. Gewächshäuser und moderne Technologie machen es möglich, dass ganzjährig frische Früchte gezogen werden können, in China und Indien genauso wie in der Türkei oder in den USA. Die EU liegt mit einer Ernte von 17 Megatonnen Tomaten auf dem dritten Platz in der Produktion. Dabei kann aber nie die ganze Pflanze verarbeitet werden: Blüten, Blätter, Stängel, Schalen, Samen und Tomaten von ungenügender Qualität werden derzeit als Agrarabfall verbrannt oder entsorgt. Und hier liegt großes Potenzial: Aus den Rückständen der Tomatenverarbeitung, die EU-weit anfallen, lassen sich bis 2030 rund 3% der in Europa benötigten Sustainable Aviation Fuels decken, schätzt die Projektleitung.
Von der Staude in den Tank, so könnte also das Motto lauten. Zuerst müssen die Pflanzenrückstände so aufbereitet werden, dass Mikroorganismen sie effizient verwerten können. Im Projekt werden dazu zwei Fraktionierungstechnologien getestet: Bei der Extrusion wird die Biomasse unter Wärme und Druck behandelt und dann durch einen abrupten Druckabfall in ihre zellulären Bestandteile zerlegt. Bei der hydrothermalen Verflüssigung wird die Biomasse unter hohem Druck und hohen Temperaturen in Bioöl und Biokohle umgewandelt. Beide Ansätze werden untersucht und verglichen. Danach geht es um die Reinigung von stickstoffhaltigen Verbindungen, bevor das Bioöl zu Treibstoff veredelt werden kann.
Neben nachhaltigem Flugtreibstoff entstehen auch Dünger, Tierfutter und Speiseöl. Im Projekt werden auch die ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen der Technologien untersucht. Nicht zuletzt könnte hier eine neue Einnahmequelle für die Lebensmittelverarbeitung erschlossen werden.
Eine andere heiße Spur der Technischen Universität Graz führt unters Elektronenmikroskop. Um biologische Proben unter dem Mikroskop untersuchen zu können, werden sie mit einem Kontrastmittel behandelt. Das macht die Gewebestrukturen besser erkennbar. Das eingesetzte Standard-Mittel ist Uranylacetat. Aus Sicherheitsgründen darf dieser hochgiftige und radioaktive Stoff nicht in allen Laboren eingesetzt werden. Forschende der österreichischen Uni haben nun entdeckt, dass Espresso nicht nur eine ebenbürtige Alternative ist sondern auch eine umweltfreundliche, harmlose und kostengünstige. Inspiriert von den kreisrunden eingetrockneten Flecken in Kaffeetassen, erfolgte der Test mit der Algenprobe. Das Ergebnis war vielversprechend. Der direkte Vergleich mit Uranylacetat ebenso: Die Kontrastwerte waren teilweise sogar besser. Für eine breite Anwendung in der biologischen Elektronenmikroskopie sind weitere Untersuchungen an unterschiedlichen Gewebearten erforderlich. So belebt Kaffee die Forschung auf mehreren Ebenen.
Das Bild zeigt die elektronenmikroskopische Aufnahme einer Alge, die mit Espresso vorbehandelt wurde, um stärkere Kontraste zu erzeugen.
