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Kokosöltreibstoff ist ähnlich effizient wie Kerosin
Kokosöl kann zu einem Biokraftstoff verarbeitet werden, der sich mit herkömmlichem Jet A-1 mischen lässt. In Tests mit einem kleinen Turbojet erreichten Mischungen mit zehn bis 50 Prozent Biokraftstoff eine ähnliche thermische Effizienz wie reines Jet A-1, brauchten aber mehr Kraftstoff. Zugleich gingen Kohlenwasserstoffemissionen zurück, während Kohlenmonoxid leicht zunahm.
Osaka (Japan). Der Luftverkehr benötigt große Energiemengen, zugleich sollen nachhaltige Flugkraftstoffe den Verbrauch fossiler Rohstoffe und die Klimawirkung des Fliegens verringern. Dafür kommen unter anderem Pflanzenöle als Ausgangsstoff infrage, doch entscheidend ist, ob daraus hergestellte Kraftstoffe in Gasturbinen zuverlässig verbrennen und welche Abgase dabei entstehen.
Forscher der Osaka Metropolitan University (OMU) um Dr. Shinichiro Ogawa haben nun untersucht, wie sich ein aus Kokosöl hergestellter Biokraftstoff in einem kleinen Turbojet verhält. Ogawa ist Corresponding Author der Studie, deren Team Mischungen mit konventionellem Jet A-1 prüfte und Kraftstoffverbrauch, thermische Effizienz sowie mehrere Abgaskomponenten verglich.
Für die Herstellung nutzten die Wissenschaftler eine sogenannte Co-Solvent-Methode, bei der Aceton hilft, Kokosöl und Alkohol zu einer homogenen Mischung zu verbinden. Mit Methanol entsteht vor allem Fettsäuremethylester (FAME), mit Ethanol Fettsäureethylester (FAEE), wobei das Verfahren nach Angaben der Forscher bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck auskommt und dadurch weniger Prozessenergie benötigen soll als aufwendigere Umwandlungswege.
Für den Triebwerkstest mischte das Team FAME beziehungsweise FAEE zu zehn bis 50 Prozent in Jet A-1 und ließ das Mikrotriebwerk anschließend bei unterschiedlichen Drehzahlen laufen. Erfasst wurden der spezifische Kraftstoffverbrauch, also eine Kennzahl für den Kraftstoffbedarf des Triebwerks, die thermische Effizienz sowie Kohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Stickstoffmonoxid im Abgas.
Mit steigendem Biokraftstoffanteil nahm der spezifische Kraftstoffverbrauch zu, wofür die Forscher den geringeren Heizwert der Kokosöl-Kraftstoffe als Grund nennen. Die thermische Effizienz blieb dagegen mit der von reinem Jet A-1 vergleichbar, sodass das Triebwerk die im Kraftstoff enthaltene Energie ähnlich effizient umsetzte, für dieselbe Betriebsanforderung aber mehr Kraftstoff benötigte.
Bei den Abgasen zeigte sich ein gemischtes Bild, denn höhere FAME- und FAEE-Anteile senkten die Konzentration unverbrannter Kohlenwasserstoffe, während Kohlenmonoxid leicht zunahm. Für Kohlendioxid und Stickstoffmonoxid meldete das Team keine ausgeprägten Veränderungen, doch ein ähnlicher CO₂-Wert im Abgas ist nicht mit einer vollständigen Klimabilanz gleichzusetzen, weil dafür Herstellung, Rohstoffgewinnung und weitere Schritte des Lebenszyklus berücksichtigt werden müssen.
Obwohl die einzelne Abgaskomponente Kohlenmonoxid etwas zunahm, bewertet Nguyen die Versuche mit Blick auf die Gesamtleistung positiv.
„Die Experimente haben gezeigt, dass unsere Kraftstoffmischung in bestehenden Gasturbinentriebwerken ohne größere Verluste bei Wirkungsgrad oder Triebwerksleistung und ohne steigende Emissionen betrieben werden kann“, fasst Dr. Huynh Phuong Uyen Nguyen von der Osaka Metropolitan University (OMU) zusammen.
Die Versuche zeigen zunächst nur, dass Kokosöl-Biokraftstoff in Mischungen von bis zu 50 Prozent in dem untersuchten Mikrotriebwerk eingesetzt werden kann. Ein Betrieb mit reinem Biokraftstoff war nicht Gegenstand dieser Testreihe, und auch Langzeitlagerung, Materialverträglichkeit sowie die Umweltwirkung über den gesamten Lebenszyklus sind noch offene Punkte.