Sustainable Aviation Fuels

Inhaltsverzeichnis

1. Frontmatter

2. Chapter 1. Introduction to Green Aviation Fuel: A Sustainable Driver for the Next Generation

   Francisco Izaias da Silva Aires, José Roberto de Matos Filho, Letícia da Costa Silva, Maurício Quintas Salamba, Jacob Tchiyeke António Kandjila, Rodrigo da Silva Vieira, José Cleiton Sousa dos Santos

   Das Kapitel untersucht die dringende Notwendigkeit nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAFs), um die Umweltauswirkungen der Luftfahrtindustrie abzumildern, die einen erheblichen Beitrag zu Treibhausgasemissionen und Klimawandel leistet. Darin wird die Entwicklung von Flugkraftstoffen von traditionellen fossilen Quellen hin zu erneuerbaren Alternativen diskutiert und das Potenzial von Biokraftstoffen, synthetischen Kraftstoffen und Wasserstoff als praktikable Ersatzstoffe hervorgehoben. Die bibliometrische Analyse deckt zentrale Trends und Forschungslücken auf und identifiziert Zeiträume von erheblichem akademischen Interesse und technologischem Fortschritt. In diesem Kapitel werden auch die Meilensteine der Regulierung und bahnbrechende Initiativen untersucht, die das Streben nach nachhaltigeren Kraftstoffen vorantreiben, wie das Pariser Übereinkommen und das Europäische Grüne Abkommen. Er geht auf die Arten grüner Flugkraftstoffe, ihre Produktionsprozesse und die mit ihrer weit verbreiteten Einführung verbundenen Herausforderungen ein, darunter Energiedichte, Infrastruktur und wirtschaftliche Lebensfähigkeit. Es werden Fallstudien aktueller Implementierungen und Zukunftsperspektiven präsentiert, die die Bedeutung technologischer Innovationen, politischer Unterstützung und interdisziplinärer Zusammenarbeit bei der Gestaltung eines nachhaltigeren und widerstandsfähigeren Luftfahrtsektors betonen. Die Schlussfolgerung unterstreicht das weltweite Engagement für Nachhaltigkeit in der Luftfahrt und unterstreicht die Chancen für Innovation und Führungsstärke in diesem Sektor.

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3. Chapter 2. Lignocellulosic Biomass to Sustainable Aviation Fuel

   Ling Tao, Calvin Mukarakate, Thomas D. Foust, Zia Abdullah

   Das Kapitel untersucht die entscheidende Rolle nachhaltiger Flugkraftstoffe bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen aus dem Luftfahrtsektor, auf den ein erheblicher Anteil der weltweiten Emissionen im Verkehrssektor entfällt. Darin werden die Herausforderungen und Chancen diskutiert, die mit der Produktion von SAF aus lignozellulosehaltiger Biomasse verbunden sind, und die Notwendigkeit skalierbarer und wirtschaftlich tragfähiger Umwandlungstechnologien hervorgehoben. Der Text untersucht verschiedene zugelassene Wege zur Herstellung von SAF, darunter hydroverarbeitete Ester und Fettsäuren (HEFA), Alkohol-zu-Jet (ATJ) und Fischer-Tropsch-Synthese, die jeweils ihre einzigartigen Vorteile und Einschränkungen aufweisen. Sie vertieft auch die wirtschaftlichen Überlegungen, einschließlich techno-ökonomischer Analysen und Ökobilanzen, um eine ganzheitliche Sicht der potenziellen Auswirkungen von SAF auf die Luftfahrtindustrie zu bieten. Das Kapitel betont die Bedeutung von Rohstoffinnovationen, Fortschritten in der Umwandlungstechnologie und politischer Unterstützung beim Erreichen der ehrgeizigen Ziele der SAF Grand Challenge. Darüber hinaus werden die ökologischen Vorteile von SAF diskutiert, darunter die Verringerung der Treibhausgasemissionen und die Verbesserung der Luftqualität, was sie zu einer entscheidenden Komponente beim Übergang in eine nachhaltigere Zukunft des Luftverkehrs macht.

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4. Chapter 3. Microalgae: Next-Generation Feedstock for Sustainable Aviation Fuel

   Bidhu Bhusan Makut, Pritikrishna Majhi, Sanjeev Mishra, Mohammad Aslam, Radhakanta Nag

   Das Kapitel geht der dringenden Notwendigkeit nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAFs) nach, um die Umweltauswirkungen des Luftfahrtsektors abzumildern, der für einen erheblichen Anteil der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich ist. Mikroalgen erweisen sich als vielversprechender Rohstoff für SAFs und bieten Vorteile wie einen hohen Fettgehalt, schnelle Wachstumsraten und die Fähigkeit, atmosphärisches CO2 zu verwerten. Der Text untersucht verschiedene Umwandlungspfade, darunter die Vergasung von Biomasse mittels Fischer-Tropsch-Synthese, die Hydroaufbereitung von Bioöl aus Mikroalgen und die Umwandlung von Algenstärke in Flugbenzin. Jede Methode wird auf ihre Vor- und Nachteile hin überprüft, wobei der Schwerpunkt auf den Herausforderungen der Synthesegasreinigung, der Bioölaufbereitung und der Einhaltung der Flugtreibstoffnormen liegt. Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Flugbenzin aus Mikroalgen werden mit konventionellen Kraftstoffen verglichen, was sein Potenzial für höhere Heizwerte und verbesserte Kaltfließeigenschaften unterstreicht. Das Kapitel befasst sich auch mit der wirtschaftlichen und ökologischen Nachhaltigkeit mikroalgenbasierter SAFs und betont die Notwendigkeit von Optimierung und rigoroser Modellierung, um die Betriebskosten zu senken. Insgesamt bietet der Text eine gründliche Untersuchung der Aussichten und Herausforderungen von Flugbenzin aus Mikroalgen, was überzeugende Argumente für seine Rolle in der Zukunft des nachhaltigen Luftverkehrs liefert.

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5. Chapter 4. Major Resources for Green Aviation Fuel Production, Challenges, and Opportunities

   Paulo Gonçalves de Sousa Junior, Kaiany Moreira dos Santos, Francisco Izaias da Silva Aires, Isabelly Silveira Freitas, José Roberto de Matos Filho, Letícia Costa da Silva, Rodrigo da Silva Vieira, Patrick da Silva Sousa, Dayana Nascimento Dari, José C. S. dos Santos

   Das Kapitel untersucht die zentrale Rolle grüner Flugkraftstoffe bei der Verringerung der Umweltauswirkungen der Luftfahrtindustrie, die jährlich enorme Treibstoffmengen benötigt. Darin werden die wichtigsten Ressourcen zur Herstellung dieser Brennstoffe untersucht, darunter Biomasse, Algen und städtischer Abfall, sowie die Herausforderungen im Zusammenhang mit ihrer Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit. Die Analyse zeigt ein wachsendes weltweites Interesse an Biokraftstoffen, zu dem die Vereinigten Staaten, China und die Niederlande bedeutende Beiträge leisten, und unterstreicht die Bedeutung technologischer Fortschritte und internationaler Kooperationen für die Innovationsförderung. Das Kapitel geht auch auf die wirtschaftliche Lebensfähigkeit und Marktdynamik grüner Flugkraftstoffe ein und betont die Notwendigkeit unterstützender staatlicher Strategien und Infrastrukturentwicklung. Schlüsseltechnologien wie hydroverarbeitete Ester und Fettsäuren (HEFA) und Power-to-Liquid-Kraftstoffe (PtL) werden ebenso diskutiert wie ihr Potenzial, Treibhausgasemissionen zu reduzieren und die Nachhaltigkeit zu verbessern. Die bibliometrische Analyse bietet einen detaillierten Überblick über die einflussreichsten Zeitschriften, Institutionen und Autoren auf diesem Gebiet und bietet ein umfassendes Verständnis der aktuellen Forschungslandschaft und der Zukunftsaussichten nachhaltiger Flugkraftstoffe.

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6. Chapter 5. Conversion Technologies for Green Aviation Fuels

   Xiaoyu Lin, Quan Sophia He, Jie Yang

   Die globale Luftfahrtindustrie steht vor einer kontinuierlichen Expansion, die eine steigende Nachfrage nach Kerosin antreibt. Konventioneller Flugkraftstoff, der aus Rohöl gewonnen wird, unterliegt strengen internationalen Spezifikationen, was die Entwicklung alternativer Kraftstoffe schwierig macht. Die Luftfahrtindustrie strebt eine Reduzierung der CO2-Emissionen um 50% bis 2050 an, wobei alternative Flugkraftstoffe eine wichtige Säule bei der Erreichung dieses Ziels darstellen. In diesem Kapitel werden sieben zertifizierte Wege zur Herstellung von Biokraftstoffen untersucht, darunter Gas-to-Jet, Oil-to-Jet, Sugar-to-Jet und Alcohol-to-Jet mit jeweils einzigartigen Produktionsprozessen und Zertifizierungszeiträumen. Das Kapitel geht den technischen Wegen, der Wirtschaftlichkeit und den Umweltauswirkungen dieser Technologien nach und hebt das Potenzial von HEFA und FT-SPK als vielversprechendste Technologien hervor. Außerdem werden die Einsatzbereitschaft dieser Wege, das weltweite Engagement der Fluggesellschaften und die Auswirkungen der Kommerzialisierung alternativer Flugkraftstoffe diskutiert. Das Kapitel schließt mit Empfehlungen für zukünftige Forschung und Investitionen in nachhaltige Flugkraftstofftechnologien, wobei die Notwendigkeit gemeinsamer Anstrengungen zur Überwindung technischer Herausforderungen und zur Schaffung robuster, nachhaltiger Kraftstoffversorgungsketten betont wird.

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7. Chapter 6. Hydroprocessing of Liquid Biomass Fractions to Drop-in Green Aviation Fuel

   Elias Martinez-Hernandez, Diego Valencia

   Das Streben nach nachhaltigem Flugkraftstoff hat zur Erforschung der Hydroprocessing geführt, einer ausgereiften Technologie in der Ölindustrie, um flüssige Biomassefraktionen in umweltfreundliche Kraftstoffe umzuwandeln. Dieses Kapitel beleuchtet den Weg von verschiedenen Biomasse-Rohstoffen bis hin zu Flugbenzin und beleuchtet die einzigartigen Herausforderungen und innovativen Lösungen dieses Prozesses. Es beginnt mit einem Überblick über die Hydroverarbeitung und betont ihre Rolle bei der Eliminierung unerwünschter Heteroatome, insbesondere Sauerstoff, aus Rohstoffen aus Biomasse. Das Kapitel befasst sich dann mit den vielfältigen Fraktionen flüssiger Biomasse, von Fischer-Tropsch-Wachs und Bioöl bis hin zu Triglyceriden und Terpenen, die jeweils einzigartige Hürden und Chancen bieten. Die damit verbundenen katalytischen Prozesse, insbesondere die Hydrodesoxygenierung, werden unter die Lupe genommen, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung neuer Katalysatoren und Technologien zur Steigerung von Effizienz und Nachhaltigkeit liegt. Das Kapitel befasst sich auch mit der Notwendigkeit der Entwicklung von Infrastruktur und Humanressourcen, um den Übergang zu erneuerbaren Energien zu erleichtern. Mit seiner umfassenden Analyse und zukunftsorientierten Perspektive ist dieses Kapitel ein Muss für jeden, der sich für die Zukunft des grünen Flugtreibstoffs interessiert.

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8. Chapter 7. Sustainable Aviation Fuel Production: Step Towards a More Prosperous and Energy-Independent Future

   Prerna Tripathi, Abhay Kumar Choubey

   Das Kapitel geht der entscheidenden Rolle nachhaltiger Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuel, SAF) bei der Verringerung von Treibhausgasemissionen und der Förderung der Energieunabhängigkeit im Luftfahrtsektor nach. Es untersucht die verschiedenen Rohstoffe, die für die Produktion von SAF zur Verfügung stehen, von Nahrungsmittelpflanzen der ersten Generation bis hin zu genetisch veränderten Organismen der vierten Generation und nicht-biologischen Ressourcen. Der Text bietet eine eingehende Analyse der verschiedenen Produktionswege, einschließlich hydroprozessierter Kraftstoffe für erneuerbare Energien (HRJ), Fischer-Tropsch-Kraftstoffe (FT) und Alkohol-zu-Jet-Verfahren (ATJ), wobei ihre einzigartigen Vorteile und Herausforderungen hervorgehoben werden. Das Kapitel untersucht auch die ökologischen und wirtschaftlichen Erwägungen der SAF-Produktion und betont die Notwendigkeit nachhaltiger Praktiken, die die Ernährungssicherheit oder die Integrität des Ökosystems nicht gefährden. Darüber hinaus werden die aktuellen Hindernisse bei der Kommerzialisierung von SAF wie Verfügbarkeit von Rohstoffen, Kosteneffizienz und regulatorische Hürden diskutiert und Empfehlungen zur Überwindung dieser Herausforderungen gegeben. Auch die Zukunftsaussichten von SAF werden untersucht, wobei der Schwerpunkt auf dem Potenzial fortschrittlicher Technologien und politischer Interventionen liegt, um die breite Einführung nachhaltiger Flugkraftstoffe voranzutreiben. Das Kapitel endet mit einem Aufruf zu fortgesetzter Forschung, Innovation und Zusammenarbeit, um den Übergang zu einer wohlhabenderen und energieunabhängigeren Zukunft für die Luftfahrtindustrie zu beschleunigen.

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9. Chapter 8. Development of Advanced Sustainable Processes for Aviation Fuel Production

   Jorge Aburto, Arick Castillo-Landero

   Die Luftfahrtindustrie steht vor erheblichen Herausforderungen, wenn es darum geht, bis 2050 Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen, mit einem prognostizierten CO2-Fußabdruck von 1,8 Gigatonnen. Dieses Kapitel untersucht die Entwicklung fortgeschrittener nachhaltiger Verfahren zur Kraftstoffproduktion in der Luftfahrt und betont dabei die Integration wirtschaftlicher, ökologischer und sozialer Aspekte. Es unterstreicht die Rolle der Verfahrenstechniker bei der Konzeption neuer Bioprozesse, die Biomasse als Rohstoff nutzen und zur Dekarbonisierung des Energiesektors beitragen. Das Kapitel geht auf acht ASTM-zugelassene Routen zur Herstellung von synthetischem paraffinem Kerosin (SPK) oder nachhaltigem Flugbenzin (SAF) ein, einschließlich der Hydroverarbeitung von Estern und Fettsäuren (HEFA-SPK), Fischer-Tropsch (FT-SPK) und Alkohol-zu-Jet (ATJ-SPK). Außerdem werden Prototyp-Technologien und der Zertifizierungsstatus verschiedener SAF-Produktionsrouten diskutiert. Darüber hinaus bietet das Kapitel einen detaillierten Einblick in den HEFA-Prozess, der als etabliertester Weg für die SAF-Produktion gilt, und untersucht die Arten von Biomasse, die für die Produktion von Biokraftstoffen analysiert werden. Die Leser erhalten Einblicke in die neuesten Fortschritte im Prozessdesign und das Potenzial nachhaltigen Flugtreibstoffs, die Luftfahrtindustrie zu revolutionieren.

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10. Chapter 9. Integrated System for Biojet Fuel Production

    Edwin Santiago Rios Escalante, Pedro Teixeira Lacava, João Andrade de Carvalho Júnior

    Die Luftfahrtindustrie steht unter erheblichem Druck, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um bis zu 50% im Vergleich zu 2005 zu senken. Biokraftstoffe erweisen sich als vielversprechende Lösung und bieten das Potenzial, ohne Modifikationen in bestehenden Flugzeugtriebwerken eingesetzt zu werden. Die Einführung von Biokraftstoffen steht jedoch vor mehreren Hindernissen, darunter der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit, der Rohstoffversorgung und den Zertifizierungsproblemen. Dieses Kapitel untersucht die Komplexität der Lieferkette für Biokraftstoffe, vom Anbau und der Ernte von Rohstoffen bis hin zu Produktion, Lagerung und Transport. Es geht auf die verschiedenen verfügbaren Umwandlungstechnologien ein, wie etwa hydroverarbeitete Ester und Fettsäuren (HEFA), Alkohol-zu-Jet (ATJ), Fischer-Tropsch (FT), Syngasfermentation (SF) und Direktzucker zu Kohlenwasserstoffen (DSHC), wobei jede ihre eigenen Vorteile und Einschränkungen hat. Die techno-ökonomische Analyse zeigt, dass einzelne Konversionsrouten wie HEFA und FT zwar vielversprechend sind, ein integrierter Systemansatz jedoch für die Großserienproduktion praktikabler sein könnte. Dieses integrierte System maximiert nicht nur den Einsatz von Rohstoffen wie Zuckerrohr, Jatropha und Eukalyptus, sondern erzeugt auch wertvolle Nebenprodukte, wodurch die Gesamtproduktionskosten gesenkt werden. Die Umweltbewertung hebt hervor, dass ein integriertes System im Vergleich zu fossilem Flugbenzin niedrigere Netto-CO2-Emissionen erzielen kann, was es zu einer nachhaltigen Alternative macht. In diesem Kapitel wird auch das Potenzial Brasiliens als strategischer Akteur bei der Produktion von Biokraftstoffen diskutiert, der seine enormen Biomasseressourcen und günstigen klimatischen Bedingungen nutzt. Die Ergebnisse unterstreichen die Notwendigkeit eines ausgewogenen Ansatzes, der wirtschaftliche Lebensfähigkeit, Umweltauswirkungen und technologische Integration berücksichtigt, um den Weg für eine nachhaltige Zukunft in der Luftfahrt zu ebnen.

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11. Chapter 10. Advanced Biorefineries to Produce Sustainable Aviation Fuel

    Araceli Guadalupe Romero-Izquierdo, Carlos Eduardo Guzmán-Martínez, Oscar Daniel Lara-Montaño, Salvador Hernández, Claudia Gutiérrez-Antonio

    Das rasche Wachstum des Luftfahrtsektors, angetrieben durch den zunehmenden globalen Luftverkehr und die wirtschaftliche Globalisierung, hat trotz Verbesserungen bei der Treibstoffeffizienz zu erheblichen ökologischen Herausforderungen geführt. Sustainable Aviation Fuel (SAF) erweist sich als vielversprechende Lösung, um den CO2-Fußabdruck des Sektors zu verringern, wobei Bioraffinerien bei seiner Produktion eine entscheidende Rolle spielen. In diesem Kapitel werden die verschiedenen Produktionswege für SAF untersucht, darunter hydroverarbeitete Ester und Fettsäuren (HEFA), synthetisches paraffinisches Kerosin von Fischer-Tropsch (FT) und Alkohol-to-Jet-Kraftstoff (ATJ), die jeweils unterschiedliche Rohstoffe nutzen und einzigartige Nachhaltigkeitsvorteile bieten. Der Text hebt die wirtschaftlichen Herausforderungen der Produktion von SAF hervor und betont die Notwendigkeit technologischer Fortschritte und politischer Unterstützung, um wirtschaftliche Lebensfähigkeit zu erreichen. Es untersucht auch das Potenzial von Bioraffinerien, den wirtschaftlichen Wert von Biomasse zu maximieren, Abfall zu reduzieren und den Übergang zu einer nachhaltigeren Wirtschaft zu unterstützen. Das Kapitel bietet eine detaillierte Analyse realer Anwendungen und Fallstudien und gewährt Einblicke in die zukünftigen Trends und Innovationen in diesem Bereich. Abschließend unterstreicht er die Bedeutung der Integration von Bioraffinerien in den Luftfahrtsektor, um nachhaltiges Wachstum zu erreichen und sich an den globalen Klimazielen auszurichten.

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12. Chapter 11. Performance, Combustion, and Emissions from Green Aviation Fuel

    Jorge Aburto, Arick Castillo-Landero

    Das Kapitel untersucht die dringende Notwendigkeit der Dekarbonisierung in der Luftfahrtindustrie, die für einen erheblichen Anteil der weltweiten Kohlendioxidemissionen verantwortlich ist. Sie unterstreicht die Herausforderungen und Chancen bei der Entwicklung nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF) als mittelfristige Lösung zur Eindämmung des Klimawandels. Der Text vertieft sich in die Produktionsprozesse von SAF, einschließlich Hydroprocessing, Fischer-Tropsch-Synthese und Alkohol-zu-Jet-Technologien, die jeweils unterschiedliche Reife- und Rohstoffanforderungen aufweisen. Er vergleicht die Ökobilanzen verschiedener SAF-Produktionsmethoden und betont ihr Potenzial zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Das Kapitel untersucht auch die Verbrennungseigenschaften und Emissionen von SAF und diskutiert, wie die Beimischung von SAF mit konventionellen Flugkraftstoffen die Umweltleistung verbessern kann, ohne die Effizienz der Motoren zu beeinträchtigen. Es werden von großen Fluggesellschaften durchgeführte Flugtests in der realen Welt vorgestellt, die die Machbarkeit und die Vorteile des Einsatzes von SAF in der kommerziellen Luftfahrt demonstrieren. Die detaillierte Analyse von SAF-Produktion, Verbrennung und Emissionen bietet einen umfassenden Überblick über den aktuellen Zustand und die Zukunftsaussichten nachhaltiger Flugkraftstoffe und ist daher für diejenigen, die sich für die Schnittmenge von Luftfahrt und ökologischer Nachhaltigkeit interessieren, eine unverzichtbare Lektüre.

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13. Chapter 12. Challenges in the Environmentally Sustainable Aviation Ecosystem

    Heini Noronen-Juhola, Risto Soukka, Kaisa Grönman

    Die Luftfahrtindustrie, eine entscheidende Triebkraft des globalen Wirtschaftswachstums, steht bei der Erreichung ökologischer Nachhaltigkeit vor erheblichen Herausforderungen. Trotz seines wirtschaftlichen und sozialen Nutzens gibt der Wachstumskurs des Sektors Anlass zur Sorge hinsichtlich seines CO2-Fußabdrucks. Bis Mitte des Jahrhunderts werden die Emissionen schätzungsweise 22-30% erreichen. Dieses Kapitel bietet eine gründliche Untersuchung der Herausforderungen innerhalb des ökologisch nachhaltigen Luftfahrt-Ökosystems, wobei der Schwerpunkt auf den CO2-Emissionen aus dem Flugbetrieb liegt. Er hebt die Rolle verschiedener Interessengruppen hervor, darunter Fluggesellschaften, Flughäfen, Bodenabfertigungsunternehmen, Flugsicherungsdienstleister und Regulierungsbehörden, und betont die Notwendigkeit der Zusammenarbeit, um ein erfolgreiches und nachhaltiges Luftfahrt-Ökosystem aufzubauen. Das Kapitel untersucht auch die Widerstandsfähigkeit der Luftfahrtindustrie gegenüber globalen Ereignissen wie der COVID-19-Pandemie und die Notwendigkeit eines umfassenden Ansatzes zur Bewältigung der Umweltauswirkungen. Er geht auf die Komplexität der Berichterstattung über Umweltauswirkungen, die Unreife nachhaltiger Lösungen und die Herausforderungen ein, die das CO2-Kompensations- und Verringerungssystem für den internationalen Luftverkehr (CORSIA) darstellt. Das Kapitel schließt mit einer Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse und ihrer Bedeutung, die einen Fahrplan zur Erreichung ökologischer Nachhaltigkeit in der Luftfahrtindustrie darstellt.

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14. Chapter 13. Techno-economic Analysis and Life Cycle Assessment of Sustainable Aviation Fuel (SAF) Production

    Luis Felipe Ramírez Verduzco, Judith Esperanza Cruz Ramírez, Myriam Adela Amezcua-Allieri

    Das Kapitel untersucht den wachsenden Bedarf an nachhaltigem Flugkraftstoff (Sustainable Aviation Fuel, SAF) als Mittel zur Verringerung der Treibhausgasemissionen im Luftfahrtsektor. Es bietet eine eingehende Analyse der techno-ökonomischen und Ökobilanzen der Produktion von SAF und hebt die potenziellen Vorteile und Herausforderungen hervor, die mit der Umstellung auf Biokraftstoffe verbunden sind. Der Text geht auf die verschiedenen Rohstoffe und Umwandlungstechnologien ein, die in der SAF-Produktion verwendet werden, darunter hydroverarbeitete Ester und Fettsäuren (HEFA), Fischer-Tropsch-Synthese (FT), Alkohol-zu-Jet (ATJ), hydrothermale Verflüssigung (HTL), synthetisierte Isoparaffine (SIP) und katalytische Hydrothermolyse (CHJ). Außerdem werden die Umweltauswirkungen und die techno-ökonomische Umsetzung der Produktion von Biokraftstoff aus verschiedenen Rohstoffen und Technologien untersucht. In diesem Kapitel werden Strategien, regulatorische Anforderungen und Initiativen zur Förderung der Einführung von SAF sowie Marktanalysen und Nachfrageprognosen für Biokraftstoffe diskutiert. Darüber hinaus bietet es eine detaillierte Aufschlüsselung der Kosten und eine Bewertung der Investitions- und Betriebsaufwendungen für die Produktion von SAF, wobei die Faktoren hervorgehoben werden, die ihre Machbarkeit und Nachhaltigkeit beeinflussen. Der Text untersucht auch den Mindestverkaufspreis (MSP) und den Kapitalwert (NPV), die mit der SAF-Produktion verbunden sind, und bietet Einblicke in die wirtschaftliche Lebensfähigkeit und die potenziellen Renditen. Darüber hinaus werden die interne Rendite (IRR) und die Herausforderungen und Chancen bei der Produktion von SAF diskutiert, was sie zu einer umfassenden Ressource für diejenigen macht, die die Feinheiten der SAF-Produktion und ihre potenziellen Auswirkungen auf die Luftfahrtindustrie verstehen wollen.

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15. Chapter 14. Sustainable Aviation Biofuels: Progress and Challenges

    Viviane de Castro Bizerra, Kaiany Moreira dos Santos, Paulo Gonçalves de Sousa Júnior, José Roberto de Matos Filho, Antônio Luthierre Gama Cavalcante, Francisco Simão Neto, Valdilane Santos Alexandre, Érico Carlos de Castro, Maria Cristiane Martins de Souza, José C. S. dos Santos

    Die Luftfahrtindustrie steht vor erheblichen Herausforderungen bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen, wobei der Sektor etwa 3,5-4% zum globalen anthropogenen Klimawandel beiträgt. In diesem Kapitel werden die Fortschritte und Hindernisse bei der Entwicklung nachhaltiger Biokraftstoffe für den Luftverkehr untersucht, die für die Abmilderung der Umweltauswirkungen des Luftverkehrs von entscheidender Bedeutung sind. Sie unterstreicht die dringende Notwendigkeit praktikabler Kraftstoffalternativen, die die CO2-Emissionen reduzieren können, wobei der Schwerpunkt auf den Produktionsprozessen, Eigenschaften und der wirtschaftlichen Realisierbarkeit von SAFs liegt. Das Kapitel untersucht auch die neuesten Forschungstrends und technologischen Fortschritte bei der Produktion von SAF, einschließlich Biokraftstoffen, synthetischen Kraftstoffen und erneuerbaren Energiequellen. Er enthält eine detaillierte Analyse des aktuellen Zustands der SAFs, ihrer potenziellen Anwendungen und der Zukunftsaussichten für eine nachhaltige Luftfahrt. Die bibliometrische Analyse bietet einzigartige Einblicke in die einflussreichsten Länder, Institutionen und Autoren auf diesem Gebiet sowie in die wichtigsten Förderinstitutionen, die Forschung und Entwicklung vorantreiben. Darüber hinaus werden in diesem Kapitel die wirtschaftlichen und ökologischen Vorteile von SAFs diskutiert, wobei ihr Potenzial zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen und zur Verbesserung der Nachhaltigkeit der Luftfahrtindustrie hervorgehoben wird. Sie befasst sich auch mit den Herausforderungen und Chancen bei der Entwicklung und Umsetzung von SAFs und bietet einen umfassenden Überblick über die gegenwärtige Landschaft und die zukünftige Ausrichtung einer nachhaltigen Luftfahrt.

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16. Chapter 15. Sustainable Aviation Fuel: A Future Outlook

    Claudia Gutiérrez-Antonio

    Das Kapitel beginnt mit der Hervorhebung der dringenden Notwendigkeit nachhaltigen Flugtreibstoffs bei der Verringerung des CO2-Fußabdrucks des Luftfahrtsektors, der für einen erheblichen Teil der weltweiten Emissionen verantwortlich ist. Er diskutiert die ehrgeizigen Ziele der Internationalen Luftverkehrsvereinigung (IATA) und der Internationalen Zivilluftfahrtorganisation (ICAO), bis 2050 ein CO2-neutrales Wachstum zu erreichen und die Emissionen zu senken. Der Text untersucht die zur Erreichung dieser Ziele vorgeschlagene Vier-Säulen-Strategie, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung alternativer Kraftstoffe als vielversprechendster Weg liegt. Sie untersucht die verschiedenen Arten von Biomasse, die zur Herstellung von SAF verwendet werden können, darunter Triglyceride, lignozellulose Materialien sowie zucker- und stärkehaltige Rohstoffe, von denen jede ihre eigenen Umwandlungspfade und Herausforderungen aufweist. Das Kapitel untersucht auch die technischen Standards und Nachhaltigkeitszertifizierungen, die für SAF erforderlich sind, wie sie von der American Society of Testing and Materials (ASTM) und dem Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA) festgelegt wurden. Es bietet einen detaillierten Überblick über die Fortschritte bei den SAF-Produktionstechnologien, einschließlich Hydroprocessing, Pyrolyse und Vergasung, und diskutiert die wirtschaftlichen und ökologischen Aspekte, die mit jeder Methode verbunden sind. Der Text schließt mit der Hervorhebung der zukünftigen Richtungen und Herausforderungen bei der Produktion von SAF und betont die Notwendigkeit von Innovation, Standardisierung und der Integration erneuerbarer Energiequellen, um einen nachhaltigen Luftfahrtsektor zu erreichen.

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17. Backmatter