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Flugzeugtriebwerke für Synthetische Treibstoffe

Erstellt am: 29.06.2011 | Stand des Wissens: 23.02.2017
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Verglichen mit konventionellen Flugtreibstoffen besitzen synthetische FT (Fischer-Tropsch) Treibstoffe ein größeres Wasserstoff zu Kohlenstoff Verhältnis (H/C). Daher ist ihre Verbrennung nicht nur 'sauberer' sondern die Triebwerksemission auch ärmer an Russ-Partikeln. Durchgeführte Tests mit älteren Triebwerksmodellen bestätigten diese signifikante Reduktion (Siehe Abbildung 1).

Abb. 1: Änderung der Partikelemission über verschiedenen Mischungen aus synthetischem Treibstoff in JP-8 [Harra]

Es bleibt anzumerken, dass die Ergebnisse mit modernen Triebwerken mit hohem Nebenstromverhältnis nicht so signifikant ausfallen, wie in der o.a. Abbildung.

Unabhängig von den Triebwerken bleibt jedoch die Tatsache, dass FT-Fuels kein Schwefel enthalten und daher ihre Emission frei von Schwefeloxiden (SOx) ist. Darüber hinaus besitzen sie eine ausgezeichnete thermale Stabilität. So kann die Kühltemperatur der Luft für die Turbinenblätter und die Triebwerksöltemperatur gesenkt werden, was zu einer höheren Lebensdauer des gesamten Triebwerks führt. Gegenüber konventionellen Treibstoffen behalten die Synjets ihre geringe Viskosität auch bei tiefen Temperaturen, was für ihre Verwendung in extrem kalten Regionen spricht.

Abb. 2: Derzeitige Flugtreibstoffe sind konventionelle und synthetische fuels nach [Dagga] (Grafik zum Vergrößern bitte anklicken)

Der große Nachteil der Synjets besteht darin, dass bei ihrer Herstellung enorme CO2 -Mengen emittiert werden, sie letztendlich nicht so 'sauber' sind, wie oft dargestellt.
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Auswirkungen herkömmlicher Luftverkehrskraftstoffe & Entwicklung alternativer Flugtreibstoffe (Stand des Wissens: 23.02.2017)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?355970
Literatur
[Dagg] Daggett, D., Hadaller, O., Hendricks, R., Walther, R. Alternative Fuels and Their Potential Impact on Aviation, 2006
[Harra] Harrison, W. The Drivers for Alternative Fuels, 2006/01
Weiterführende Literatur
[Dagga] Daggett, D., Hendricks, R., Walther, R., Corporan, E. Alternate Fuels for use in Commercial Aircraft, 2005
Glossar
O2
= Sauerstoff. Im Normzustand ist Sauerstoff ein farbloses, geruchloses und geschmackloses Gas. Es ist sehr reaktiv, fast jedes chemische Element, abgesehen von Edelgasen, reagiert mit Sauerstoff, um Verbindungen zu bilden.
Sauerstoff ist von großer Bedeutung, weil er wesentlich an den Atmungsprozessen der meisten lebenden Zellen und an Verbrennungprozessen beteiligt ist. Es ist das am häufigsten vorkommende Element der Erdkruste. Die Luft besteht zu fast einem Fünftel (Volumen) aus Sauerstoff. Ungebundener gasförmiger Sauerstoff besteht normalerweise aus einem zweiatomigen Molekül (O2), es gibt ihn  aber auch in dreiatomiger Form (O3,) besser bekannt unter dem Begriff Ozon.
Kohlenstoff = Kohlenstoff. Er kommt in der Natur sowohl in reiner Form als auch in großer Vielfalt chemisch gebunden vor. Kohlenstoffverbindungen bilden die molekulare Grundlage allen irdischen Lebens. Elementarer Kohlenstoff ist nichtmetallisch und kommt in mehreren Modifikationen vor, die beiden wichtigsten sind Diamant und Graphit. Bei Zimmertemperatur sind die Kohlenstoffmodifikationen stabil, bei höheren Temperaturen verbrennen sie zu Kohlenstoffdioxid (CO2), bei unvollständiger Verbrennung bildet sich das giftige Kohlenstoffmonooxid (CO).
Viskosität Viskosität beschreibt die Zähigkeit eines Stoffes. Es ist der innere Widerstand gegen das Fließen und ein Maß für die innere Reibung einer Flüssigkeit.
SOx
= Schwefeloxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des chemischen Elements Schwefel. Sie entstehen vor allem bei der Verbrennung schwefelhaltiger Brennstoffe oder bei natürlichen Vorgängen wie Vulkanausbrüchen. Die wichtigsten Schwefeloxide sind Schwefeldioxid SO2 und Schwefeltrioxid SO3. In Verbindung mit wässrigen Lösungen bilden beide Oxide Säuren, welche unter anderem für die Versauerung von Seen und das Waldsterben mitverantwortlich sind. Zudem sind die Schwefeloxide auch gasförmig giftig.
H2 Wasserstoff ("H2" = grch.-lat. für hydrogenium "Wassererzeuger") ist das chemische Element mit der Ordnungszahl 1. Wasserstoff stellt sowohl bezogen auf die Masse (75%) als auch bezogen auf die Zahl der Teilchen (91%) das häufigste aller im All vorkommenden Elemente dar. Wasserstoff ist ein farb- und geruchloses Gas welches in der Natur aufgrund der hohen Reaktivität nicht in seiner elementaren Form vorkommt. Wasserstoff liegt gebunden in Form von Erdöl und Erdgas, in Mineralien, in Biomasse, aber vorwiegend in Form von Wasser vor. Wasserstoff ist somit ein Sekundärenergieträger (Energiespeicher)und muss erst aus den oben genannten fossilen oder nicht fossilen Primärenergieträgern unter Einsatz von zusätzlicher Energie hergestellt werden.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?355777

Gedruckt am Donnerstag, 29. September 2022 04:48:40