Flugzeugtreibstoff aus Tomatenresten

Die EU gilt mit rund 17 Megatonnen geernteter Tomaten als der drittgrößte Produzent. Bei der Tomatenproduktion fallen allerdings große Mengen an Restbiomasse an – Pflanzenmaterial wie Blüten, Blätter und Stängel, Schalen, Samen und Tomaten von ungenügender Qualität.

Gleichzeitig hängt das Ziel der europäischen Klimaneutralität und damit einhergehend die Reduktion von CO₂-Emissionen des Luftfahrtsektors ganz wesentlich an der Produktion nachhaltiger, konkurrenzfähiger Flugtreibstoffe (Sustainable Aviation Fuels; SAF). „Aus der EU-weit anfallenden Menge an sogenanntem Tomatentrester, also den Rückständen aus der Tomatenverarbeitung, ließen sich Schätzungen zufolge rund drei Prozent der bis 2030 in Europa benötigten Sustainable Aviation Fuels decken“, führt Projektleiterin Marlene Kienberger vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz aus.

Zwei Fraktionierungstechnologien im Fokus

Damit aus Tomatenresten ein hochwertiger Treibstoff entsteht, muss die Biomasse zuerst so aufbereitet werden. ToFuel untersucht dafür zwei moderne Fraktionierungstechnologien. Bei der Extrusion wird die Biomasse unter Wärme und Druck behandelt und anschließend durch einen abrupten Druckabfall in ihre zellulären Bestandteile aufgebrochen. So entsteht eine optimal aufgeschlossene Biomasse für die folgende Fermentation, bei der Mikroorganismen Lipide produzieren, die später zu Flugtreibstoff verarbeitet werden. Bei der zweiten Fraktionierungstechnologie, der hydrothermalen Verflüssigung, wird die Biomasse unter hohem Druck und hohen Temperaturen in Bioöl und Biokohle umgewandelt. Bevor das gewonnene Bioöl zu Flugkraftstoff veredelt werden kann, muss es von vorwiegend stickstoffhaltigen „Störionen“ gereinigt werden. Die biotechnologischen sowie Fraktionierungs-, und Reinigungsprozesse entwickeln das Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG) in Lissabon, die TU Graz und die Universität Zagreb in enger Zusammenarbeit.

Anschließend werden die Lipide und das Bioöl an der Montanuniversität Leoben über den HEFA-Prozess (HEFA steht für „Hydrierte Ester und Fettsäuren) in einen Treibstoff umgewandelt, der die internationalen Qualitätsstandards für nachhaltigen Flugtreibstoff erfüllen soll.

Die im Projekt entwickelten Verfahren sollen schrittweise auf einen vorindustriellen Maßstab hochskaliert und umfassend getestet werden. Konsortialführerin Marlene Kienberger betont: „Unser klares Ziel ist es, nachhaltigen Flugkraftstoff auf Basis von Tomatenresten um einen konkurrenzfähigen Verkaufspreis zu produzieren. Nachhaltige Flugzeugtreibstoffe müssen sich letztendlich einfach auch wirtschaftlich lohnen.“ Zusätzlich analysiert das Projektteam die ökologischen, ökonomischen und sozialen Auswirkungen der Technologien. Die Nutzung von Tomatenresten soll zudem neue Einnahmequellen für die Lebensmittelverarbeitung schaffen.