DLR und ADAC testen Biokerosin

Mit der gemeinnützigen ADAC-Luftrettung hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in einer bisher einmaligen Messkampagne den Einsatz von nachhaltigen Flugkraftstoffen in Rettungshubschraubern untersucht.

Dafür flogen zwei Hubschrauber der ADAC-Luftrettung insgesamt mehr als 1.800 Stunden mit einem sogenannten SAF-Blend. Darunter versteht man ein Gemisch aus konventionellem Kerosin mit nachhaltigen Kraftstoffen – auch als Sustainable Aviation Fuels, kurz SAF, bekannt. Zum Einsatz kam bis zu 38 Prozent SAF, die aus recycelten pflanzlichen oder tierischen Fetten wie Altspeiseöl hergestellt sind. Forschende des DLR-Instituts für Verbrennungstechnik begleiteten diesen Langzeitversuch mit insgesamt sechs Messkampagnen am Boden. Sie untersuchten dabei das Verbrennungsverhalten und die Leistungsfähigkeit des SAF-Blend. Speziell analysierten sie die freigesetzten ultrafeinen Partikel und Verbrennungsgase wie Kohlenstoffdioxid (CO2), Kohlenstoffmonoxid (CO) und Stickoxide (NOX).

Wesentlich weniger Rußpartikel bei zuverlässig hoher Leistung

Die Messungen des DLR haben gezeigt, dass die Triebwerke beim Einsatz des SAF-Blend deutlich weniger ultrafeine Partikel (UFP) – umgangssprachlich Ruß – ausgestoßen haben als reines Kerosin. Im Idle-Betrieb kurz vor dem Start, wenn sich die Rotoren schon mit einer sehr hohen Geschwindigkeit drehen, konnten die Forschenden 44 Prozent weniger UFP messen. Bei Triebwerksleistungen wie im Flug mit Einsatzgeschwindigkeit (Cruise-Betrieb) lagen die Werte 33 Prozent unter denen von Kerosin. Beim Ausstoß von Verbrennungsgasen konnte das DLR-Team keine relevanten Veränderungen feststellen. Das zeigt, dass die Triebwerke mit dem SAF-Blend reibungslos funktionieren.

Nachhaltige Kraftstoffe sind eine wichtige Möglichkeit, die Luftfahrt klimaverträglicher zu machen. Denn diese neuartigen Treibstoffe können so designt werden, dass sie beim Verbrennen wesentlich weniger Rußpartikel produzieren. Das hilft Umwelt und Klima. Das immer noch entstehende CO2 wurde zuvor aus erneuerbaren Quellen gewonnen, sodass über den gesamten Lebenszyklus gesehen insgesamt auch die Netto-CO2-Emissionen deutlich sinken.

Mit Know-how des DLR auch klitzekleinsten Partikeln auf der Spur

„Für die in dieser Form erste und bisher einmalige Messkampagne hatten wir unser mobiles DLR-Messlabor im Einsatz. Darin befinden sich hochspezielle Mess- und Analysegeräte. Diese sind geeignet, um ultrafeine Partikel bis zu einer Größe von sieben Nanometer zu untersuchen. Vor jeder Messkampagne erarbeiten wir ein individuelles Konzept und legen Aufbau, Position der Messsonde sowie die Dauer der Messungen fest. Nur so erhalten wir zuverlässige und vergleichbare Daten“, beschreibt Forscher Tobias Grein, der das Projekt DLR-seitig betreut hat. Sein Fazit: „Diese Messungen waren sehr spannend. Auch für unser Team war es etwas Besonderes, das alles ‚live‘ an einem Helikopter kurz vor dem Abheben zu machen.“

„Nach den vielversprechenden ersten Ergebnissen möchten wir Forschung und Weiterentwicklung auf diesem Gebiet noch vertiefen und den SAF-Anteil weiter erhöhen“, erläutert Frédéric Bruder, Geschäftsführer der ADAC Luftrettung. „Unser langfristiges Ziel ist es, die Dekarbonisierung der Luftfahrt auch im Rettungsdienst entscheidend voranzubringen. Dabei sind wissenschaftliche Partner wie das DLR mit seiner langjährigen Erfahrung und umfassenden Expertise ein wichtiger Erfolgsfaktor für das Gelingen solcher Vorhaben.“

Fortschritt für Wissenschaft und Luftfahrtindustrie

Die Messungen des DLR ermöglichen eine detaillierte, nach Partikelgrößen aufgelöste Analyse der Emissionen. Bisher wurden Emissionen von Hubschraubern vor allem über Annäherungsfunktionen geschätzt. „Als Ergebnis dieser Messkampagnen mit der ADAC Luftrettung liegen uns jetzt neue, deutlich präzisere und im realen Betrieb gemessene Daten vor. Diese können wir auch für Hochrechnungen, Simulationen und Modelle nutzen, um die Auswirkungen der Luftfahrt auf Umwelt und Klima noch exakter zu ermitteln“, erklärt DLR-Experte Tobias Grein den Einfluss dieser Arbeiten auf die Forschung sowie die Luftfahrtindustrie.

Das DLR-Institut für Verbrennungstechnik mit Sitz in Stuttgart ist darauf spezialisiert, Technologien zu entwickeln, um Verbrennungsprozesse zu optimieren und so Emissionen zu senken. Gemeinsam mit der Industrie und anderen Forschungseinrichtungen trägt es entscheidend zur Entwicklung und Erprobung nachhaltiger Kraftstoffalternativen bei. Dazu verfügt es unter anderem über einmalige Expertise im Bereich der Messtechnologie und deren Anwendung.

Über die ADAC Luftrettung

Mit 60 Rettungshubschraubern und 38 Stationen ist die gemeinnützige ADAC Luftrettung eine der größten Luftrettungsorganisationen Europas mit bis heute mehr als 1,3 Millionen Einsätzen. Die Rettungshubschrauber gehören zum deutschen Rettungsdienstsystem, werden immer über die Notrufnummer 112 bei der Leitstelle angefordert und sind im Notfall für jeden Verunglückten oder Erkrankten zur Stelle. Die ADAC Luftrettung ist ein Tochterunternehmen der gemeinnützigen ADAC Stiftung.

DLR