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Beflügelnde Vision: Brasilien fliegt mit Biokerosin

11.07.2012 von

Brasiliens Wirtschaft wächst weiter und ist bereits die sechstgrösste der Welt. Doch dem aufstrebenden Land fehlt eine Vielzahl von Ingenieurinnen und Techniker, denn stabiles Wachstum ruft nach steigender Produktivität und Innovation. Dabei könnte eine nachhaltige Zukunft angepeilt werden, wie das Beispiel im Flugzeugbau zeigt.

Während es in der Schweiz pro 10‘000 Einwohner sieben Ingenieure gibt, sind es in Brasilien gerade mal zwei. Diesem Mangel will Brasilien entgegentreten und die Hochschulausbildung im Ingenieurwesen massiv ausbauen. So auch am Technologischen Institut für Luftfahrt ITA, das 1950 mit Unterstützung aus den USA und Europa gegründet wurde. Die berühmte Kaderschmiede für Ingenieure, von denen die meisten nach ihrem Studienabschluss eine Stelle bei der Luftwaffe oder beim Flugzeugbauer Embraer antreten, liegt in einem Militärgelände in São José dos Campos, 100 km nordöstlich der Metropole São Paulo.

Wer die kleine, aber feine Universität besucht, muss sich rigorosen Zutrittskontrollen durch das Militär unterziehen, freier Zutritt wie an der ETH Zürich gehört nicht zur Gepflogenheit. Der Empfang der Delegation des ETH-Präsidenten durch den Rektor und seine Institutsleitung am 29. Juni war hingegen unkompliziert und herzlich. Das ITA möchte gerne mit der Schweizer Hochschule in Forschung und Lehre zusammenarbeiten, auch im Hinblick auf seine von der Regierung formulierte Ausbaustrategie.

Von Nerds zu sozial kompetenten Experten

Bis jetzt wurden jährlich nur 60 Studierende aufgenommen, bei 80 Anwärtern pro Studienplatz durch strengste Selektion (Frauenanteil 10%). Nun soll künftig die doppelte Zahl am ITA studieren – bei gleichbleibendem Niveau. Der überaus ehrgeizige Plan bedingt, dass 200 weitere Professorinnen und Professoren berufen werden müssen. Dabei wird das Portfolio der Ingenieurdisziplinen sinnvoll erweitert und nicht mehr bloss auf luftfahrttechnische Gebiete konzentriert. Die bisher extrem fachspezifisch ausgebildeten Studierenden, der Rektor selbst bezeichnet sie als Nerds, sollen sich künftig auch sozio-ökonomische Kompetenzen aneignen sowie unternehmerische und innovative Fähigkeiten entwickeln.

In São José dos Campos befindet sich neben vielen internationalen Hightech-Unternehmen auch der brasilianische Flugzeughersteller Embraer, der sich vor allem auf die Produktion kleinerer und mittelgrosser Passagierflugzeuge für den Kurzstreckenverkehr, aber auch von Militärflugzeugen spezialisiert hat. Das Privatunternehmen mit 17‘000 Beschäftigten (davon 4‘000 Ingenieure) ist in den letzten Jahren zum weltweit viertgrössten Hersteller aufgestiegen und experimentiert nebenbei mit Alternativantrieben.

Seit 2002 fliegt das bewährte Agrarflugzeug EMB-200 Ipanema auch mit Ethanol aus vergorenem Zuckerrohr. Die kleine Turboprop-Maschine ist ein Vorreiter beim Einsatz von Biotreibstoffen, doch letzthin hat auch ein grösserer Jet der Embraer-Familie nachgezogen. Die brasilianische Fluggesellschaft Azul führte am 19. Juni im Rahmen der UN-Konferenz Rio+20 einen Demonstrationsflug mit einem Jet vom Typ E-195 (110 Sitzplätze) durch, der mit einem Mix aus je 50 Prozent klassischem Kerosin und Biotreibstoff in die Luft abhob und nach einer Stunde sicher wieder landete.

Ethanol der zweiten Generation soll es richten

Auch in den USA gibt es Versuchsflüge mit Biotreibstoffen, doch Ethanol aus Zuckerrohr bietet den grössten Energieertrag pro Hektare, deutlich mehr als Alkohol aus Mais und Weizen wie in Nordamerika. Zudem hat Brasiliens Ethanolherstellung aus Zuckerrohr dank zunehmender Mechanisierung der Ernten und zusätzlich verwertbarem Land ein stattliches Ausbaupotenzial, dessen Nutzung laut offizieller Politik nicht auf Kosten der Nahrungsmittelproduktion und des Regenwaldes gehen soll. Grosse Hoffnungen ruhen zudem auf dem Ethanol der zweiten Generation aus Zellulose, wofür jetzt Verfahren entwickelt werden (siehe Beitrag über Brasiliens Agroforschung).

Für die neue und zahlreichere Generation von cleveren ITA-Ingenieuren mit einem Flair für Umwelttechnologien eröffnet sich folglich ein herausforderndes Arbeitsgebiet, das einer nachhaltigen Luftfahrt den Weg (oder besser: die Luftstrasse) weist. Beim Besuch der ETH-Delegation bei Embraer zeigte sich das Industrieunternehmen jedenfalls offen für eine Zusammenarbeit mit der ETH in Form von Praktika oder Masterarbeiten, gemeinsam mit dem ITA. Vielleicht wird somit auch die ETH Zürich zur Revolution der Luftfahrt beigetragen haben, wenn in unbestimmter Zukunft die Jets nur noch mit erneuerbaren Treibstoffen und entsprechend angepassten Triebwerken aus Brasilien um die Erde kreisen. Eine solche Vision kann angehende Ingenieure und Ingenieurinnen bestimmt beflügeln und zukunftsweisenden Technologien den entscheidenden Schub verleihen.

Technologisches Institut für Luftfahrt in São José dos Campos: Die Bibliothek ist ein Wahrzeichen der Eliteuniversität und stammt vom brasilianischen Nationalarchitekten Oscar Niemeyer. (Foto: ITA)

2002 erstmals mit Biokerosin (Ethanol) in der Luft: Das Agrar-Turboprop-Flugzeug EMB-200 Ipanema von Embraer. (Foto: Embraer)

Demonstrationsflug am 19. Juni 2012 mit dem Embraer-Jet E-195, dessen Treibstoffmix sich zur Hälfte aus erneuerbarer Energie zusammensetzte. (Foto: Embraer)

Zum Autor

Beat Gerber ist Referent für Öffentlichkeitsbelange des Präsidenten der ETH Zürich.





Kommentare (3) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Der Treibstoff der Zukunft ist die Intelligenz des Menschen!

Die Schweiz kann Technologie liefern, Brasilen als Gegengeschäft Ethanol aus der Restzuckerverwertung der Cellulose Industrie!

Mit E50 kann jeder Ottomotor betrieben werden!
In der CH wurde im 2 Weltkrieg das sogenannte Emser Wasser hergestellt u. mit Benzin vermischt! (Rationierung)
Das Militär und die Flugzeugindustrie war dankbar dafür!

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 0

Sehr geehrter Herr Gerber,

wenn schon Biotreibstoff, dann ist der sinnvollste Einsatzzweck wohl der als Flugbenzin, denn Flugzeuge werden voraussichtlich immer auf eine Art Kerosin angewiesen sein und nur Biotreibstoff kann den Flugbetrieb somit CO2-frei machen.

Doch soviel ich weiss, eignet sich gerade Alkohol nicht als Flugbenzin, als Ersatzkerosin. Mindestens nicht für die grossen Maschinen. Es bestände Gefahr, dass dieser Treibstoff – Alkohol – in grosser Flughöhe im Tank zu Eis erstarrte. Sie bringen aber in ihrem Beitrag Bioalkohol aus Zuckerrohr in Zusammenhang mit Flugkerosin.
Katja Halbritter schrieb deshalb in ihrem Beitrag Biotreibstoffe – neue Patentlösung für Flugverkehr?
„Flugzeugtriebwerke sind hochkomplexe Maschinen, die unter extremen Bedingungen zuverlässig arbeiten müssen. Die im Flugverkehr eingesetzten Treibstoffe benötigen somit Eigenschaften, die nur von wenigen gebräuchlichen Treibstoffen erfüllt werden. Beispielsweise müssen sie bei extremen Temperaturen von ungefähr -50°C flüssig bleiben und eine hohe thermische Stabilität im Flugzeugmotor aufweisen.

Momentan existieren aus technologischer Sicht zwei Möglichkeiten, für den Flugverkehr geeignete Biotreibstoffe herzustellen. Die Hydro-Treatment-Technologie verwendet als Rohstoff Algen und neue Ölpflanzen wie Jatropha und Camelina, während sich der «Biomass-to-Liquid»-(BTL)-Prozess des sogenannten Fischer-Tropsch-Verfahrens bedient. Letzteres ermöglicht die Verwendung spezieller Pflanzen wie Elefantengras, aber auch organischer Abfallprodukte aus der Lebensmittel-, Textil- und Papierindustrie als Ausgangsmaterial für die Treibstoffgewinnung.“

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 0 Daumen runter 1

Sehr geehrter Herr Gerber,
was sie über den Mangel an Ingenieuren in Brasilien schreiben, zeigt den momentanen Stand an, wobei vor allem in den asiatischen Ländern ein starker Zuwachs beim Ingenieuranteil zu rechnen ist.

In den asiatischen Schwellenländern Indien und China gibt es heute sehr viele Studenten der Ingenieurwissenschaften, aber erst sehr wenige bereits ausgebildete und aktive Ingenieure:
„However, when it comes to the number of engineers per million people, India has only 214 with South Korea having the highest number 1435. While Japan has 765 engineers per million people, China has 340. The study also showed that doctorate degrees were less than 1 per cent of graduate engineering degrees in the country.“

Umgerechnet auf ihre Vergleichsbasis gibt es also heute auf 10’000 Einwohner so viele Ingenieure pro Nationalität:
Schweiz 7, Brasilien 2, Indien 2, Südkorea 14, Japan 7, China 3.5.

Doch schon 2020 sieht das Bild völlig anders aus: Gemäss In this Information Age, What will happen when China triples the US in University Graduates in 2020 ?
wird es in der Altersgruppe von 25 nbis 34 jährigen Universitätsabgägnern weltweit folgende prozentuale Verteilung geben:
China: 29% aller Universitätsabgängern weltweit, Indien 12%, USA 11%, Russland 7 %, Indonesien 6%, Japan 4% UK4%, Brasilien 3%

Die bildungsmässige und technische Vorherrschaft wird also schon 2020 in Asien und anderen Schwellenländern liegen, was bedeutet dass Megaprojekte wie Weltraumfahrt, Teilchenphysik, Fusionsforschung alle nach Asien und dort vor allem nach China relozieren werden.

2020 werden wir auch in Europa Science-Blogs und Klimablogs aus China (vielleicht Shanghai) lesen und Europäer oder US-Amerikaner werden sich geehrt fühlen wenn sie mitmachen dürfen.

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