Kerosin

Flugzeugtreibstoff ⓘ

Eine Boeing 737-800 von Nok Air wird auf dem internationalen Flughafen Don Mueang aufgetankt.
Kennungen
CAS-Nummer	8008-20-6 (Kerosin, auch Heizöl Nr. 1 genannt)  64742-47-8 (Flugkerosin)
ChemSpider	Keine
UNII	1C89KKC04E
Eigenschaften
Erscheinungsbild	Strohfarbene Flüssigkeit
Dichte	775-840 g/L
Schmelzpunkt	-47 °C (-53 °F; 226 K)
Siedepunkt	176 °C (349 °F; 449 K)
Gefahren
NFPA 704 (Feuerdiamant)	2 2 0
Flammpunkt	38 °C (100 °F; 311 K)
Selbstentzündung temperatur	210 °C (410 °F; 483 K)
Sicherheitsdatenblatt (SDS)	[1] [2]
Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich die Daten auf Materialien im Standardzustand (bei 25 °C [77 °F], 100 kPa).  verifizieren (was ist  ?) Infobox Referenzen

Düsenkraftstoff oder Flugturbinenkraftstoff (ATF, auch Avtur abgekürzt) ist eine Art von Flugkraftstoff, der für den Einsatz in Flugzeugen mit Gasturbinenantrieb bestimmt ist. Er hat ein farbloses bis strohfarbenes Aussehen. Die am häufigsten verwendeten Treibstoffe für die kommerzielle Luftfahrt sind Jet A und Jet A-1, die nach einer standardisierten internationalen Spezifikation hergestellt werden. Der einzige andere Düsenkraftstoff, der in der zivilen turbinengetriebenen Luftfahrt verwendet wird, ist Jet B, der wegen seiner besseren Leistung bei kaltem Wetter eingesetzt wird. ⓘ

Düsentreibstoff ist ein Gemisch aus einer Vielzahl von Kohlenwasserstoffen. Da die genaue Zusammensetzung von Düsentreibstoff je nach Erdölquelle stark variiert, ist es nicht möglich, Düsentreibstoff als ein Verhältnis bestimmter Kohlenwasserstoffe zu definieren. Düsentreibstoff wird daher als Leistungsspezifikation und nicht als chemische Verbindung definiert. Darüber hinaus wird der Bereich der Molekularmasse zwischen den Kohlenwasserstoffen (oder den verschiedenen Kohlenstoffzahlen) durch die Anforderungen an das Produkt, wie z. B. den Gefrierpunkt oder den Rauchpunkt, definiert. Kerosinartiger Düsenkraftstoff (einschließlich Jet A und Jet A-1, JP-5 und JP-8) hat eine Kohlenstoffzahlverteilung zwischen etwa 8 und 16 (Kohlenstoffatome pro Molekül); breit geschnittener oder naphthaartiger Düsenkraftstoff (einschließlich Jet B und JP-4) liegt zwischen etwa 5 und 15. ⓘ

Kerosin mit Flammpunkt bis 55 °C ⓘ
Andere Namen	Düsentreibstoff, Flugturbinenkraftstoff, Leichtöl, Mitteldestillat, Turbinenpetroleum, leichtes Petroleum, Leuchtöl, Leuchtpetroleum
Handelsnamen	Jet A-1, TS-1
Kurzbeschreibung	Flugturbinenkraftstoff; farbloses, leicht riechendes, flüssiges Kohlenwasserstoffgemisch
Herkunft	fossil
CAS-Nummer	8008-20-6
Eigenschaften
Aggregatzustand	flüssig
Viskosität	8,0–8,8 mm2/s (−20 °C) (je nach Sorte)
Dichte	0,750–0,845 kg/l (je nach Sorte)
Heizwert	34,1–34,8 MJ/l (bei der Referenzdichte von 0,800 kg/l) 42,6–43,5 MJ/kg (je nach Sorte)
Hypergol mit	hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid
Schmelzbereich	−60 °C bis −26 °C (je nach Sorte)
Siedebereich	~150 bis 300 °C
Flammpunkt	28 bis 60 °C (je nach Sorte)
Zündtemperatur	220 °C
Verbrennungstemperatur	1926 °C / 2200 K (in Luft, stöch.)
Explosionsgrenze	0,6–6,5 Vol.-%
Temperaturklasse	T3
Kohlendioxidemissionen bei Verbrennung	2,760 kg/l
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung Gefahr H- und P-Sätze H: 226​‐​304​‐​315​‐​336​‐​411 P: 102​‐​210​‐​280​‐​301+310​‐​331​‐​501
UN-Nummer	alt: 1223; neu: 1863 (seit dem 1. Juli 2009)
Gefahrnummer	30
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Kerosin (altgriechisch κηρός kerós, deutsch ‚Wachs‘, ein leichtes Petroleum; in der Schweiz als Flugpetrol bezeichnet) sind Luftfahrtbetriebsstoffe unterschiedlicher Spezifikationen, die vorwiegend als Treibstoff für die Gasturbinentriebwerke von Strahl- und Turbopropflugzeugen sowie Hubschraubern (Flugturbinenkraftstoff) verwendet werden. Mit der Entwicklung von speziellen, luftfahrtgeeigneten Dieselmotoren, wie beispielsweise dem Thielert Centurion 1.7, können seit Beginn des 21. Jahrhunderts auch solcherart ausgerüstete Kleinflugzeuge mit Kerosin betrieben werden. Kerosin hat eine geringere Zündwilligkeit (Cetanzahl) als Dieselkraftstoff. ⓘ

Kerosine sind jeweils ein enger Fraktionierschnitt aus dem leichten Mitteldestillat der Erdölraffination, versehen mit Additivpaketen zur Erreichung der jeweiligen Spezifikation. Die Siedekurve von Kerosin verläuft im Vergleich zu anderen Kraftstoffen recht flach. Die Benennung nach ADR ist KEROSIN, es fällt unter die Verpackungsgruppe III. ⓘ

Geschichte

Der Name Kerosin geht auf den Arzt und Geologen Abraham Gesner (1797–1864) zurück, der 1846 in Nova Scotia (Kanada) aus Kohle eine leicht entflammbare Flüssigkeit gewann, die dem deutschen Petroleum entspricht. Ein dabei entstehendes, wachsartiges Zwischenprodukt, das bei dem Vorgang eine wichtige Rolle spielte, ist der Grund dafür, dass er die Flüssigkeit Kerosene (gesprochen: Kerrosin oder auch Kerosien) nannte, abgeleitet von griechisch κηρός (keros), dt. Wachs. Das Zwischenprodukt war dem Paraffin ähnlich, weshalb im britischen Englisch das flüssige Folgeprodukt bis heute Paraffin (Oil) genannt wird. Nachdem Anfang der 1850er Jahre verbesserte Methoden zur Gewinnung von Kerosene aus Kohle und durch Ignacy Łukasiewicz und Jan Zeh auch deren Destillation aus Erdöl entdeckt (Patent vom 2. Dezember 1853) sowie 1858 das erste nordamerikanische Erdöl in Ohio gefunden wurde, war Gesners Methode nicht mehr rentabel, seine Firma mit ihren Rechten und Lizenzen wurde von Standard Oil übernommen. Die Marke bzw. die Bezeichnung Kerosene setzte sich jedoch fast weltweit durch. ⓘ

Sprachliche Abgrenzung ⓘ

Gesner meldete sowohl die Erfindung des Produktes zum US-Patent als auch das Wort Kerosene als Warenzeichen an. Zur Umgehung der geschützten Markenrechte wurden von anderen Herstellern mit anderen Verfahren auch andere Namen eingeführt, die oft auf die Begriffe Wachs (Kerosene), Stein (-kohle) und Öl anspielen: Steinöl (deutsch) oder Petroleum (griechisch-lateinisch), Cherosene (italienisch) oder Queroseno (spanisch). Diese Namensvielfalt und zusätzlich auf Gasolene (bezugnehmend auf die Destillation aus Erdöl) basierende Begriffe führen dazu, dass gleichklingende Bezeichnungen in verschiedenen Sprachen ganz unterschiedliche Erdölraffinate bezeichnen und zu gefährlichen Missverständnissen führen können. ⓘ

In der deutschen Sprache bezeichnet Kerosin immer den in diesem Artikel beschriebenen Flugturbinentreibstoff, außer im Fachjargon der deutschen Petroindustrie, wo man es als Eindeutschung zu Kerosene verwendet. Dies führt zu Irritationen mit den Falschen Freunden in anderen Sprachen, die fast immer das bezeichnen, was im Deutschen Petroleum ist: Kerosene im amerikanischen Englisch, spanisch Queroseno, niederländisch Kerosine oder Cherosene auf Italienisch. Ausnahmen sind z. B. Kerozin (kroatisch) oder gelegentlich Kérosène (französisch), wo es auch den Flugturbinentreibstoff bezeichnen kann. Im britischen Englisch und damit auch in vielen Commonwealthstaaten ist der Begriff Kerosene bekannt, aber eher ungebräuchlich und bedeutet meistens ebenfalls Petroleum. ⓘ

Der hier beschriebene Flugturbinentreibstoff wird in den meisten (europäischen) Sprachen mit einem Wort bezeichnet, das den Bestandteil „Jet“ enthält: z. B. Jet Fuel, Jet-Un oder Jet-A. ⓘ

Kraftstoff für Kolbenflugzeuge (in der Regel ein hochoktaniges Benzin, bekannt als Avgas) hat eine hohe Flüchtigkeit, um die Vergasereigenschaften zu verbessern, und eine hohe Selbstzündungstemperatur, um eine Frühzündung in Flugzeugtriebwerken mit hoher Kompression zu verhindern. Turbinenmotoren (wie auch Dieselmotoren) können mit einer breiten Palette von Kraftstoffen betrieben werden, da der Kraftstoff in die heiße Brennkammer eingespritzt wird. Für Strahl- und Gasturbinentriebwerke (Turboprop, Hubschrauber) werden in der Regel kostengünstigere Kraftstoffe mit höherem Flammpunkt verwendet, die weniger entflammbar sind und daher sicherer zu transportieren und zu handhaben sind. ⓘ

Das erste Axialverdichter-Strahltriebwerk, das auf breiter Basis produziert und eingesetzt wurde, das Junkers Jumo 004, das im Messerschmitt-Jagdflugzeug Me 262A und im Arado-Aufklärungsbomber Ar 234B verwendet wurde, verbrannte entweder einen speziellen synthetischen "J2"-Kraftstoff oder Dieselkraftstoff. Benzin war eine dritte Möglichkeit, die jedoch aufgrund des hohen Kraftstoffverbrauchs unattraktiv war. Als weitere Treibstoffe wurden Kerosin oder Kerosin-Benzin-Gemische verwendet. ⓘ

Normen

Die meisten Düsentreibstoffe, die seit dem Ende des Zweiten Weltkriegs verwendet werden, basieren auf Kerosin. Sowohl die britischen als auch die amerikanischen Normen für Düsentreibstoffe wurden erstmals am Ende des Zweiten Weltkriegs festgelegt. Die britischen Normen leiteten sich von den Normen für die Verwendung von Kerosin für Lampen ab - im Vereinigten Königreich als Paraffin bekannt -, während die amerikanischen Normen von den Praktiken für Flugbenzin abgeleitet wurden. In den folgenden Jahren wurden Details der Spezifikationen angepasst, wie z. B. der Mindestgefrierpunkt, um ein Gleichgewicht zwischen den Leistungsanforderungen und der Verfügbarkeit von Kraftstoffen herzustellen. Sehr niedrige Gefrierpunkte verringern die Verfügbarkeit von Treibstoff. Produkte mit höherem Flammpunkt, die für die Verwendung auf Flugzeugträgern erforderlich sind, sind teurer in der Herstellung. In den Vereinigten Staaten legt ASTM International Normen für zivile Kraftstoffe fest, während das US-Verteidigungsministerium Normen für militärische Zwecke ausarbeitet. Das britische Verteidigungsministerium legt Normen sowohl für zivile als auch für militärische Flugzeugtreibstoffe fest. Aus Gründen der Interoperabilität sind die britischen und US-amerikanischen Militärnormen bis zu einem gewissen Grad harmonisiert. In Russland und den GUS-Staaten werden die Typen von Düsentreibstoffen durch die Nummer der staatlichen Norm (GOST) oder eine Nummer für technische Bedingungen erfasst, wobei der wichtigste Typ TS-1 ist. ⓘ

Typen

Jet A/A-1

Shell Jet A-1 Tankwagen auf der Rampe des internationalen Flughafens von Vancouver. Beachten Sie die Schilder mit der Aufschrift UN1863 Gefahrgut und JET A-1. ⓘ

Eine Boeing 757 der US Airways wird auf dem internationalen Flughafen Fort Lauderdale-Hollywood betankt. ⓘ

Ein Airbus A340 der Iberia wird auf dem internationalen Flughafen La Aurora betankt. ⓘ

Jet A wird in den Vereinigten Staaten seit den 1950er Jahren verwendet und ist außerhalb der USA und einiger kanadischer Flughäfen wie Toronto und Vancouver in der Regel nicht erhältlich, während Jet A-1 der Standardkraftstoff ist, der in der übrigen Welt verwendet wird, mit Ausnahme von Russland und den GUS-Staaten, wo TS-1 der gängigste Standard ist. Sowohl Jet A als auch Jet A-1 haben einen Flammpunkt von über 38 °C (100 °F) und eine Selbstentzündungstemperatur von 210 °C (410 °F). ⓘ

Unterschiede zwischen Jet A und Jet A-1

Der Hauptunterschied ist der niedrigere Gefrierpunkt von A-1:

• Der von Jet A liegt bei -40 °C (-40 °F)
• Der von Jet A-1 liegt bei -47 °C (-53 °F). ⓘ

Der andere Unterschied ist der obligatorische Zusatz eines antistatischen Additivs zu Jet A-1. ⓘ

Jet-A-LKWs, -Lagertanks und -Leitungen, die Jet A transportieren, sind mit einem schwarzen Aufkleber gekennzeichnet, auf dem in weißer Schrift "Jet A" steht, daneben ein weiterer schwarzer Streifen. ⓘ

Typische physikalische Eigenschaften von Jet A und Jet A-1

Jet A-1-Kraftstoff muss folgende Anforderungen erfüllen:

• DEF STAN 91-91 (Jet A-1),
• ASTM-Spezifikation D1655 (Jet A-1), und
• IATA Guidance Material (Kerosin Typ), NATO Code F-35. ⓘ

Jet A-Kraftstoff muss die ASTM-Spezifikation D1655 (Jet A) erfüllen. ⓘ

Typische physikalische Eigenschaften für Jet A / Jet A-1 ⓘ

	Jet A-1	Jet A
Flammpunkt	38 °C (100 °F)
Selbstentzündungstemperatur	210 °C (410 °F)
Gefrierpunkt	-47 °C (-53 °F)	-40 °C (-40 °F)
Maximale adiabatische Verbrennungstemperatur	2.230 °C (4.050 °F) Verbrennungstemperatur an der freien Luft: 1.030 °C (1.890 °F)
Dichte bei 15 °C (59 °F)	0,804 kg/L (6,71 lb/US gal)	0,820 kg/L (6,84 lb/US gal)
Spezifische Energie	43,15 MJ/kg (11,99 kWh/kg)	43,02 MJ/kg (11,95 kWh/kg)
Energiedichte	34,7 MJ/L (9,6 kWh/L)	35,3 MJ/L (9,8 kWh/L)

Strahl B

Jet B ist ein Naphtha-Kerosin-Kraftstoff, der wegen seiner besseren Leistung bei kaltem Wetter verwendet wird. Die leichtere Zusammensetzung von Jet B macht es jedoch gefährlicher in der Handhabung. Aus diesem Grund wird er nur selten verwendet, außer in sehr kalten Klimazonen. Jet B ist ein Gemisch aus etwa 30 % Kerosin und 70 % Benzin und wird als "wide-cut fuel" bezeichnet. Es hat einen sehr niedrigen Gefrierpunkt von -60 °C (-76 °F) und einen ebenso niedrigen Flammpunkt. Es wird hauptsächlich in einigen Militärflugzeugen verwendet. Wegen seines niedrigen Gefrierpunkts wird es auch in Nordkanada, Alaska und manchmal in Russland verwendet. ⓘ

TS-1

TS-1 ist ein Düsenkraftstoff, der nach der russischen Norm GOST 10227 hergestellt wird, um die Leistung bei kaltem Wetter zu verbessern. Es hat eine etwas höhere Flüchtigkeit als Jet A-1 (der Flammpunkt liegt bei mindestens 28 °C (82 °F)). Es hat einen sehr niedrigen Gefrierpunkt von unter -50 °C (-58 °F). ⓘ

Zusatzstoffe

Nach den Spezifikationen DEF STAN 91-091 (Großbritannien) und ASTM D1655 (international) dürfen dem Düsenkraftstoff bestimmte Additive zugesetzt werden, darunter:

• Antioxidantien zur Verhinderung der Gummierung, in der Regel auf der Basis alkylierter Phenole, z. B. AO-30, AO-31 oder AO-37;
• Antistatika zur Ableitung statischer Elektrizität und zur Verhinderung von Funkenbildung; Stadis 450, mit Dinonylnaphthylsulfonsäure (DINNSA) als Bestandteil, ist ein Beispiel
• Korrosionsinhibitoren, z. B. DCI-4A, das für zivile und militärische Kraftstoffe verwendet wird, und DCI-6A, das für militärische Kraftstoffe verwendet wird;
• Inhibitoren für die Vereisung des Kraftstoffsystems (FSII), z. B. 2-(2-Methoxyethoxy)ethanol (Di-EGME); FSII wird oft am Verkaufsort gemischt, damit Nutzer mit beheizten Kraftstoffleitungen nicht für die zusätzlichen Kosten aufkommen müssen.
• Biozide sollen mikrobielles (d. h. bakterielles und pilzartiges) Wachstum in Kraftstoffsystemen von Flugzeugen bekämpfen. Zwei Biozide wurden bisher von den meisten Flugzeug- und Turbinentriebwerksherstellern (OEMs) zugelassen: Kathon FP1.5 Microbiocide und Biobor JF. Biobor JF ist derzeit das einzige Biozid, das für den Einsatz in der Luftfahrt verfügbar ist. Kathon wurde vom Hersteller aufgrund mehrerer Vorfälle bei der Lufttüchtigkeit eingestellt. Die Verwendung von Kathon in Flugkraftstoff ist inzwischen verboten.
• Metalldeaktivatoren können zugesetzt werden, um die negativen Auswirkungen von Spurenmetallen auf die thermische Stabilität des Kraftstoffs zu verringern. Der einzige zulässige Zusatzstoff ist der Chelatbildner Salpn (N,N′-bis(Salicyliden)-1,2-Propandiamin). ⓘ

Da der Bedarf der Luftfahrtindustrie an Flugturbinenkerosin auf mehr als 5 % aller aus Rohöl gewonnenen Raffinerieprodukte gestiegen ist, mussten die Raffinerien die Ausbeute an Jet-Kerosin, einem hochwertigen Produkt, durch verschiedene Verfahrenstechniken optimieren. ⓘ

Neue Verfahren haben die Flexibilität bei der Auswahl der Rohöle, die Verwendung von Teersanden als Molekülquelle und die Herstellung von synthetischen Mischungen. Aufgrund der Anzahl und des Schweregrads der angewandten Verfahren ist es oft notwendig und und manchmal zwingend erforderlich, Zusatzstoffe zu verwenden. Diese Additive können zum Beispiel die Bildung schädlicher chemischer Spezies verhindern oder eine Eigenschaft des Kraftstoffs verbessern, um weiteren Motorverschleiß zu verhindern. ⓘ

Wasser im Düsenkraftstoff

Es ist sehr wichtig, dass Düsenkraftstoff frei von Wasserverunreinigungen ist. Während des Fluges sinkt die Temperatur des Kraftstoffs in den Tanks aufgrund der niedrigen Temperaturen in der oberen Atmosphäre. Dadurch wird das gelöste Wasser aus dem Treibstoff ausgeschieden. Das abgeschiedene Wasser sinkt dann auf den Boden des Tanks, da es dichter ist als der Treibstoff. Da das Wasser nicht mehr in Lösung ist, kann es Tröpfchen bilden, die auf unter 0 °C (32 °F) unterkühlen können. Wenn diese unterkühlten Tröpfchen auf eine Oberfläche treffen, können sie gefrieren und zu einer Verstopfung der Kraftstoffeinlassleitungen führen. Dies war die Ursache für das Unglück von British Airways Flug 38. Es ist nicht praktikabel, das gesamte Wasser aus dem Treibstoff zu entfernen; daher werden in Verkehrsflugzeugen in der Regel Treibstoffheizungen eingesetzt, um zu verhindern, dass das Wasser im Treibstoff gefriert. ⓘ

Es gibt mehrere Methoden zum Nachweis von Wasser in Flugzeugtreibstoff. Bei einer Sichtprüfung können hohe Konzentrationen von suspendiertem Wasser festgestellt werden, da der Kraftstoff dadurch trübe aussieht. Ein branchenüblicher chemischer Test zum Nachweis von freiem Wasser in Düsentreibstoff verwendet ein wasserempfindliches Filterkissen, das sich grün färbt, wenn der Treibstoff den Grenzwert von 30 ppm (parts per million) freies Wasser überschreitet. Ein wichtiger Test zur Bewertung der Fähigkeit von Düsentreibstoff, emulgiertes Wasser freizusetzen, wenn er durch Koaleszenzfilter geleitet wird, ist die ASTM-Norm D3948 Standard Test Method for Determining Water Separation Characteristics of Aviation Turbine Fuels by Portable Separometer. ⓘ

Militärische Düsentreibstoffe

Ein Matrose prüft eine Probe JP-5-Düsentreibstoff an Bord eines amphibischen Transportdockschiffs ⓘ

Militärische Organisationen auf der ganzen Welt verwenden ein anderes Klassifizierungssystem von JP (für "Jet Propellant") Nummern. Einige sind fast identisch mit ihren zivilen Gegenstücken und unterscheiden sich nur durch die Menge einiger Zusatzstoffe; Jet A-1 ist ähnlich wie JP-8, Jet B ist ähnlich wie JP-4. Andere militärische Treibstoffe sind hochspezialisierte Produkte und wurden für ganz bestimmte Anwendungen entwickelt. ⓘ

JP-1

war ein früher Düsentreibstoff, der 1944 von der Regierung der Vereinigten Staaten spezifiziert wurde (AN-F-32). Es war ein reines Kerosin mit einem hohen Flammpunkt (im Vergleich zu Flugbenzin) und einem Gefrierpunkt von -60 °C (-76 °F). Der niedrige Gefrierpunkt schränkte die Verfügbarkeit des Treibstoffs ein, so dass er bald durch andere Kerosin-Naphtha- oder Kerosin-Benzin-Gemische ersetzt wurde, die einen "breiten Schnitt" aufwiesen. Es war auch als Avtur bekannt. ⓘ

JP-2

ein veralteter Typ, der während des Zweiten Weltkriegs entwickelt wurde. JP-2 sollte einfacher zu produzieren sein als JP-1, da es einen höheren Gefrierpunkt hatte, wurde aber nie in großem Umfang verwendet. ⓘ

JP-3

war ein Versuch, die Verfügbarkeit des Treibstoffs im Vergleich zu JP-1 zu verbessern, indem der Schnitt erweitert und die Toleranzen für Verunreinigungen gelockert wurden, um eine schnelle Versorgung sicherzustellen. In seinem Buch Ignition! An Informal History of Liquid Rocket Propellants (Eine informelle Geschichte der Flüssigtreibstoffe für Raketen) beschrieb John D. Clark die Spezifikation als "bemerkenswert liberal, mit einem weiten Schnitt (Bereich der Destillationstemperaturen) und mit so freizügigen Grenzwerten für Olefine und Aromaten, dass jede Raffinerie, die über dem Niveau eines Kentucky Moonshiner's Pot Still liegt, mindestens die Hälfte jedes Rohöls in Düsentreibstoff umwandeln könnte". Es war noch flüchtiger als JP-2 und hatte einen hohen Verdampfungsverlust im Betrieb. ⓘ

JP-4

war eine 50-50-Kerosin-Benzin-Mischung. Es hatte einen niedrigeren Flammpunkt als JP-1, wurde aber wegen seiner größeren Verfügbarkeit bevorzugt. Zwischen 1951 und 1995 war es der wichtigste Düsentreibstoff der US-Luftwaffe. Sein NATO-Code lautet F-40. Es ist auch als Avtag bekannt. ⓘ

JP-5

ist ein gelber Düsentreibstoff auf Kerosinbasis, der 1952 für Flugzeuge entwickelt wurde, die an Bord von Flugzeugträgern stationiert sind, wo die Gefahr eines Brandes besonders groß ist. JP-5 ist ein komplexes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das Alkane, Naphthene und aromatische Kohlenwasserstoffe enthält, 6,8 Pfund pro US-Gallone (0,81 kg/l) wiegt und einen hohen Flammpunkt (mindestens 60 °C) hat. Da einige Flugplätze der US-Marine, des Marine Corps und der Küstenwache sowohl see- als auch landgestützte Marineflugzeuge beherbergen, betanken diese Einrichtungen in der Regel auch ihre landgestützten Flugzeuge mit JP-5, so dass es nicht erforderlich ist, getrennte Kraftstoffanlagen für JP-5 und Nicht-JP-5 zu unterhalten. Sein Gefrierpunkt liegt bei -46 °C (-51 °F). Es enthält keine antistatischen Wirkstoffe. JP-5 ist auch unter der Bezeichnung NCI-C54784 bekannt. Der NATO-Code von JP-5 ist F-44. Er wird auch als AVCAT-Kraftstoff (Aviation Carrier Turbine Fuel) bezeichnet. ⓘ

Die Kraftstoffe JP-4 und JP-5, die unter die MIL-DTL-5624 fallen und der britischen Spezifikation DEF STAN 91-86 AVCAT/FSII (früher DERD 2452) entsprechen, sind für den Einsatz in Flugzeugturbinen bestimmt. Diese Kraftstoffe erfordern spezielle Additive, die für militärische Flugzeuge und Triebwerkskraftstoffsysteme erforderlich sind. ⓘ

JP-6

wurde für die nachverbrennenden Turbotriebwerke YJ93 von General Electric entwickelt, die in der nordamerikanischen XB-70 Valkyrie für den Dauerflug bei Mach 3 eingesetzt wurden. Es war ähnlich wie JP-5, hatte aber einen niedrigeren Gefrierpunkt und eine verbesserte thermische Oxidationsstabilität. Mit der Einstellung des XB-70-Programms wurde auch die JP-6-Spezifikation, MIL-J-25656, eingestellt. ⓘ

JP-7

wurde für die Pratt & Whitney J58-Turbotriebwerke mit Nachverbrennung entwickelt, die in der Lockheed SR-71 Blackbird für den Dauerflug bei Mach 3+ eingesetzt wurden. Es hatte einen hohen Flammpunkt, der erforderlich war, um ein durch die aerodynamische Erwärmung verursachtes Abdampfen zu verhindern. Seine thermische Stabilität war hoch genug, um Koks- und Lackablagerungen bei der Verwendung als Wärmespeicher für Flugzeugklimaanlagen, Hydrauliksysteme und Triebwerkszubehör zu verhindern. ⓘ

JP-8

ist ein Düsentreibstoff, der vom US-Militär spezifiziert und weithin verwendet wird. Es ist durch MIL-DTL-83133 und den britischen Verteidigungsstandard 91-87 spezifiziert. JP-8 ist ein auf Kerosin basierender Treibstoff, der voraussichtlich mindestens bis 2025 in Gebrauch bleiben wird. Das US-Militär verwendet JP-8 als "Universalkraftstoff" sowohl in turbinengetriebenen Flugzeugen als auch in dieselbetriebenen Bodenfahrzeugen. Es wurde erstmals 1978 auf NATO-Stützpunkten eingeführt. Sein NATO-Code lautet F-34. ⓘ

JP-9

ist ein Gasturbinentreibstoff für Raketen, insbesondere für den Tomahawk-Marschflugkörper, der das TH-Dimer (Tetrahydrodimethyldicyclopentadien) enthält, das durch katalytische Hydrierung von Methylpentadien-Dimer hergestellt wird. ⓘ

JP-10

ist ein Gasturbinentreibstoff für Raketen, insbesondere für den Marschflugkörper AGM-86 ALCM. Es enthält eine Mischung aus (in abnehmender Reihenfolge) Endo-Tetrahydrodicyclopentadien, Exo-Tetrahydrodicyclopentadien (ein synthetischer Kraftstoff) und Adamantan. Es wird durch katalytische Hydrierung von Dicyclopentadien hergestellt. Es hat JP-9 abgelöst und erreicht eine niedrigere Tieftemperatur-Einsatzgrenze von -54 °C (-65 °F). Es wird auch von dem düsengetriebenen Unterschall-Marschflugkörper Tomahawk verwendet. ⓘ

JPTS

war eine Kombination aus LF-1-Holzkohlefeuerzeug und einem Additiv zur Verbesserung der thermischen Oxidationsstabilität, das offiziell als "Thermally Stable Jet Fuel" bezeichnet wurde. Es wurde 1956 für das J57-Triebwerk von Pratt & Whitney entwickelt, das das Lockheed U-2-Spionageflugzeug antrieb. ⓘ

Zip-Kraftstoff

bezeichnet eine Reihe von experimentellen borhaltigen "Hochenergiekraftstoffen", die für Langstreckenflugzeuge bestimmt sind. Die Toxizität und die unerwünschten Rückstände des Treibstoffs erschwerten seine Verwendung. Mit der Entwicklung der ballistischen Rakete entfiel die Hauptanwendung von Zip-Fuel. ⓘ

Syntroleum

hat mit der USAF zusammengearbeitet, um eine synthetische Kerosinmischung zu entwickeln, die die Abhängigkeit von importiertem Erdöl verringern soll. Die USAF, der größte Kraftstoffverbraucher des US-Militärs, begann 1999 mit der Erforschung alternativer Kraftstoffquellen. Am 15. Dezember 2006 startete eine B-52 von der Edwards Air Force Base zum ersten Mal ausschließlich mit einer 50:50-Mischung aus JP-8 und dem FT-Kraftstoff von Syntroleum. Der siebenstündige Flugtest wurde als Erfolg gewertet. Ziel des Flugversuchsprogramms war es, die Kraftstoffmischung für den Einsatz in den B-52-Flugzeugen der Luftwaffe zu qualifizieren und anschließend Flugversuche und Qualifizierungen in anderen Flugzeugen durchzuführen. ⓘ

Verwendung in Kolbenmotoren

Düsenkraftstoff ist dem Dieselkraftstoff sehr ähnlich und kann in einigen Fällen auch in Dieselmotoren verwendet werden. Die Möglichkeit, dass die Umweltgesetzgebung die Verwendung von verbleitem Avgas (Kraftstoff für Verbrennungsmotoren mit Funkenzündung, der in der Regel durch Zugabe von Tetraethylblei (TEL) verbleit wird, d. h. einer giftigen Substanz mit Blei, die zur Verhinderung von Motorklopfen verwendet wird) verbietet, und das Fehlen eines Ersatzkraftstoffs mit ähnlicher Leistung haben dazu geführt, dass Flugzeugkonstrukteure und Pilotenorganisationen nach alternativen Motoren für den Einsatz in Kleinflugzeugen suchen. Infolgedessen haben einige Flugmotorenhersteller, vor allem Thielert und Austro Engine, damit begonnen, Flugdieselmotoren anzubieten, die mit Düsenkraftstoff betrieben werden können, was die Flughafenlogistik vereinfachen kann, da weniger Kraftstoffsorten benötigt werden. Flugzeugtreibstoff ist an den meisten Orten der Welt verfügbar, während Avgas nur in einigen wenigen Ländern mit einer großen Anzahl von Flugzeugen der allgemeinen Luftfahrt weit verbreitet ist. Ein Dieselmotor kann sparsamer sein als ein Avgasmotor. Allerdings sind nur sehr wenige Dieselflugmotoren von den Luftfahrtbehörden zugelassen worden. Dieselflugmotoren sind heute unüblich, obwohl Gegenkolben-Flugdieselmotoren wie die Junkers Jumo 205-Familie während des Zweiten Weltkriegs verwendet wurden. ⓘ

Düsenkraftstoff wird häufig in dieselbetriebenen Bodenfahrzeugen auf Flughäfen verwendet. Düsenkraftstoff neigt jedoch dazu, im Vergleich zu Dieselkraftstoff schlecht zu schmieren, was den Verschleiß der Einspritzanlagen erhöht. Zur Wiederherstellung der Schmierfähigkeit kann ein Additiv erforderlich sein. Düsenkraftstoff ist teurer als Dieselkraftstoff, aber die logistischen Vorteile der Verwendung eines Kraftstoffs können die zusätzlichen Kosten unter bestimmten Umständen ausgleichen. ⓘ

Düsenkraftstoff enthält mehr Schwefel (bis zu 1.000 ppm), was bedeutet, dass er eine bessere Schmierfähigkeit aufweist und derzeit keinen Schmierfähigkeitszusatz benötigt, wie er für alle Pipeline-Dieselkraftstoffe erforderlich ist. Die Einführung von Dieselkraftstoff mit extrem niedrigem Schwefelgehalt (Ultra Low Sulfur Diesel, ULSD) brachte die Notwendigkeit von Schmierfähigkeitsmodifikatoren mit sich. Pipeline-Dieselkraftstoffe vor ULSD durften bis zu 500 ppm Schwefel enthalten und wurden als Low Sulfur Diesel oder LSD bezeichnet. In den Vereinigten Staaten ist LSD heute nur noch für den Off-Road-Bau, für Lokomotiven und für die Schifffahrt erhältlich. Da immer mehr EPA-Bestimmungen eingeführt werden, führen immer mehr Raffinerien eine Hydrobehandlung ihrer Düsenkraftstoffproduktion durch, wodurch die Schmierfähigkeit von Düsenkraftstoff gemäß der ASTM-Norm D445 eingeschränkt wird. ⓘ

Synthetischer Düsenkraftstoff

Synthetische Kraftstoffe auf Fischer-Tropsch-Basis (FT) und synthetisches paraffinisches Kerosin (SPK) sind für die Verwendung in US-amerikanischen und internationalen Flugzeugflotten mit einem Anteil von bis zu 50 % in einer Mischung mit herkömmlichem Düsenkraftstoff zugelassen. Seit Ende 2017 sind vier weitere Wege zu SPK zertifiziert, deren Bezeichnungen und maximaler Mischungsanteil in Klammern angegeben sind: Hydroprocessed Esters and Fatty Acids (HEFA SPK, 50 %); synthetisierte Isoparaffine aus hydroprocessed fermentierten Zuckern (SIP, 10 %); synthetisiertes paraffinisches Kerosin plus Aromaten (SPK/A, 50 %); Alkohol-to-Jet SPK (ATJ-SPK, 30 %). Sowohl FT- als auch HEFA-basierte SPKs, die mit JP-8 gemischt werden, sind in MIL-DTL-83133H spezifiziert. ⓘ

Einige synthetische Düsenkraftstoffe weisen eine Verringerung von Schadstoffen wie SOx, NOx, Partikeln und manchmal auch Kohlenstoffemissionen auf. Es wird davon ausgegangen, dass die Verwendung synthetischer Düsenkraftstoffe die Luftqualität in der Umgebung von Flughäfen verbessern wird, was insbesondere auf innerstädtischen Flughäfen von Vorteil sein wird.

• Qatar Airways war die erste Fluggesellschaft, die einen kommerziellen Flug mit einer 50:50-Mischung aus synthetischem Gas-to-Liquid (GTL)-Düsentreibstoff und herkömmlichem Düsentreibstoff durchführte. Das aus Erdgas gewonnene synthetische Kerosin für den sechsstündigen Flug von London nach Doha stammt aus der GTL-Anlage von Shell in Bintulu, Malaysia.
• Der weltweit erste Flug eines Passagierflugzeugs, das ausschließlich mit synthetischem Kerosin betrieben wurde, führte am 22. September 2010 vom internationalen Flughafen Lanseria zum internationalen Flughafen von Kapstadt. Der Treibstoff wurde von Sasol entwickelt. ⓘ

Die Chemikerin Heather Willauer leitet ein Team von Forschern am U.S. Naval Research Laboratory, die ein Verfahren zur Herstellung von Düsentreibstoff aus Meerwasser entwickeln. Die Technologie erfordert die Zufuhr von elektrischer Energie, um mit Hilfe eines Katalysators auf Eisenbasis Sauerstoff (O₂) und Wasserstoff (H₂) aus dem Meerwasser abzutrennen, gefolgt von einem Oligomerisierungsschritt, bei dem Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff unter Verwendung von Zeolith als Katalysator zu langkettigen Kohlenwasserstoffen rekombiniert werden. Die Technologie wird voraussichtlich in den 2020er Jahren auf Kriegsschiffen der US-Marine, insbesondere auf Flugzeugträgern mit Nuklearantrieb, zum Einsatz kommen. ⓘ

Am 8. Februar 2021 fand der erste Passagier-Linienflug der Welt statt, der mit synthetischem Kerosin aus einer nicht-fossilen Brennstoffquelle durchgeführt wurde. 500 Liter synthetisches Kerosin wurden mit normalem Düsentreibstoff gemischt. Das synthetische Kerosin wurde von Shell hergestellt, und der Flug wurde von KLM durchgeführt. ⓘ

USAF-Versuche mit synthetischem Treibstoff

Am 8. August 2007 bescheinigte Luftwaffenminister Michael Wynne der B-52H die uneingeschränkte Zulassung für die Verwendung der FT-Mischung, womit das Testprogramm offiziell abgeschlossen wurde. Dieses Programm ist Teil der Assured Fuel Initiative des Verteidigungsministeriums, die darauf abzielt, sichere einheimische Energiequellen für den militärischen Bedarf zu entwickeln. Das Pentagon hofft, seinen Bedarf an Rohöl von ausländischen Produzenten zu reduzieren und bis 2016 etwa die Hälfte seines Flugkraftstoffs aus alternativen Quellen zu beziehen. Nachdem die B-52 nun für die Verwendung der FT-Mischung zugelassen ist, wird die USAF die im Rahmen des Programms entwickelten Testprotokolle nutzen, um die Boeing C-17 Globemaster III und anschließend die Rockwell B-1B Lancer für die Verwendung des Kraftstoffs zu zertifizieren. Für die Erprobung dieser beiden Flugzeuge hat die USAF 281.000 US gal (1.060.000 l) FT-Kraftstoff bestellt. Die USAF beabsichtigt, bis 2011 alle Flugzeuge in ihrem Bestand auf die Verwendung des Kraftstoffs zu testen und zu zertifizieren. Die USAF wird außerdem über 9.000 US gal (34.000 l; 7.500 imp gal) an die NASA für Tests in verschiedenen Flugzeugen und Triebwerken liefern. ⓘ

Die USAF hat die B-1B, die B-52H, die C-17, die Lockheed Martin C-130J Super Hercules, die McDonnell Douglas F-4 Phantom (als QF-4-Zieldrohnen), die McDonnell Douglas F-15 Eagle, die Lockheed Martin F-22 Raptor und die Northrop T-38 Talon für die Verwendung des synthetischen Kraftstoffs zertifiziert. ⓘ

Die C-17 Globemaster III, die F-16 und die F-15 der US-Luftwaffe sind für die Verwendung von mit Wasserstoff behandelten erneuerbaren Düsentreibstoffen zertifiziert. Die USAF plant, bis 2013 über 40 Modelle für Kraftstoffe aus Altöl und Pflanzen zu zertifizieren. Die US-Armee gilt als einer der wenigen Abnehmer von Biokraftstoffen, die groß genug sind, um die für die Kostensenkung erforderliche Massenproduktion von Biokraftstoffen zu erreichen. Auch die US-Marine hat eine Boeing F/A-18E/F Super Hornet mit der Bezeichnung "Green Hornet" mit der 1,7-fachen Schallgeschwindigkeit geflogen und dabei eine Biokraftstoffmischung verwendet. Die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) finanzierte ein mit 6,7 Mio. USD dotiertes Projekt mit Honeywell UOP zur Entwicklung von Technologien zur Herstellung von Düsentreibstoffen aus Biobrennstoffen für die Verwendung durch das Militär der Vereinigten Staaten und der NATO. ⓘ

Im April 2011 überflogen vier F-15E Strike Eagles der USAF die Eröffnungsfeier der Philadelphia Phillies mit einer Mischung aus herkömmlichem Düsentreibstoff und synthetischen Biotreibstoffen. Dieser Überflug ging in die Geschichte ein, da es der erste Überflug war, bei dem Biokraftstoffe im Verteidigungsministerium verwendet wurden. ⓘ

Jet-Biokraftstoffe

Die Luftverkehrsbranche ist für 2 bis 3 Prozent des vom Menschen verursachten Kohlendioxidausstoßes verantwortlich. Boeing schätzt, dass Biokraftstoffe die flugbedingten Treibhausgasemissionen um 60 bis 80 Prozent reduzieren könnten. Eine mögliche Lösung, über die in den Medien mehr berichtet wurde als über andere, wäre die Beimischung von synthetischem, aus Algen gewonnenem Treibstoff zu vorhandenem Flugzeugtreibstoff:

• Green Flight International ist die erste Fluggesellschaft, die Düsenflugzeuge mit 100 % Biokraftstoff fliegt. Der Flug vom Flughafen Reno Stead in Stead, Nevada, erfolgte in einer Aero L-29 Delfín, die von Carol Sugars und Douglas Rodante gesteuert wurde.
• Boeing und Air New Zealand arbeiten mit Tecbio Aquaflow Bionomic und anderen Entwicklern von Biokraftstoff für Flugzeuge in der ganzen Welt zusammen.
• Virgin Atlantic testete erfolgreich eine Biokraftstoffmischung, die zu 20 Prozent aus Babassu-Nüssen und Kokosnuss und zu 80 Prozent aus herkömmlichem Düsentreibstoff besteht und einem einzigen Triebwerk auf einem 747-Flug von London Heathrow nach Amsterdam Schiphol zugeführt wurde.
• Ein Konsortium aus Boeing, dem Glenn Research Center der NASA, der MTU Aero Engines (Deutschland) und dem U.S. Air Force Research Laboratory arbeitet an der Entwicklung von Düsenkraftstoffmischungen mit einem hohen Anteil an Biokraftstoff.
• British Airways und Velocys sind im Vereinigten Königreich eine Partnerschaft eingegangen, um eine Reihe von Anlagen zu entwickeln, die Haushaltsabfälle in Flugzeugtreibstoff umwandeln.
• 24 kommerzielle und militärische Flüge mit Biokraftstoff haben unter Verwendung von Honeywell Green Jet Fuel" stattgefunden, darunter eine F/A-18 Hornet der Navy.
• Im Jahr 2011 war United Continental Holdings die erste US-amerikanische Fluggesellschaft, die Passagiere auf einem kommerziellen Flug mit einer Mischung aus nachhaltigen, fortschrittlichen Biokraftstoffen und herkömmlichem, aus Erdöl gewonnenem Düsentreibstoff beförderte. Solazyme entwickelte das Algenöl, das mit der UOP-Prozesstechnologie von Honeywell zu Düsentreibstoff raffiniert wurde, um den kommerziellen Flug anzutreiben. ⓘ

Solazyme produzierte den weltweit ersten zu 100 Prozent aus Algen gewonnenen Düsenkraftstoff, Solajet, für kommerzielle und militärische Anwendungen. ⓘ

Die Ölpreise sind von 2003 bis 2008 um das Fünffache gestiegen, was die Befürchtung aufkommen lässt, dass die weltweite Erdölproduktion nicht mehr mit der Nachfrage Schritt halten kann. Die Tatsache, dass es nur wenige Alternativen zu Erdöl als Flugkraftstoff gibt, macht die Suche nach Alternativen noch dringlicher. In den ersten sechs Monaten des Jahres 2008 gingen fünfundzwanzig Fluggesellschaften in Konkurs oder stellten den Betrieb ein, was größtenteils auf die Treibstoffkosten zurückzuführen war. ⓘ

2015 genehmigte die ASTM eine Änderung der Spezifikation D1655 Standard Specification for Aviation Turbine Fuels (Standardspezifikation für Flugturbinenkraftstoffe), um einen Anteil von bis zu 50 ppm (50 mg/kg) FAME (Fettsäuremethylester) in Düsenkraftstoff zuzulassen, um eine höhere Kreuzkontamination aus der Biokraftstoffproduktion zu ermöglichen. ⓘ

Weltweiter Verbrauch von Düsenkraftstoff

Ab dem Jahr 1986 bis zum Jahr 1999 ist der Kerosinpreis insgesamt von 17 $ auf 22 $ je Barrel angestiegen. Seit 2000 steigt der Kerosinpreis, seit 2004 steigt er sehr stark an. Die besondere Problematik der Kerosinpreisentwicklung im Jahr 2008 ist, dass innerhalb kurzer Zeit sowohl ein Rekordpreis als auch das niedrigste Niveau seit Juli 2004 erreicht wurde. Der Rekordpreis von 169,57 $ je Barrel war im Juli 2008 zu verzeichnen. In jenem Jahr stiegen die Rohölpreise auf dem Weltmarkt auf seither nicht wieder erreichte Höhen von über 140 US-$ pro Barrel. Innerhalb von nur sieben Monaten fiel der Preis auf 53,52 $ je Barrel im Februar 2009. Im Mai 2020 lag der Preis für Kerosin, bedingt durch den durch die Covid 19-Pandemie ausgelösten Verfall auf einen Bruchteil der Ölpreise von 2008, durchschnittlich nur noch bei 17,22 $ je Barrel. ⓘ

Die weltweite Nachfrage nach Düsenkraftstoff ist seit 1980 stetig gestiegen. Der Verbrauch hat sich innerhalb von 30 Jahren von 1.837.000 Barrel/Tag im Jahr 1980 auf 5.220.000 Barrel/Tag im Jahr 2010 mehr als verdreifacht. Rund 30 % des weltweiten Verbrauchs von Düsenkraftstoff entfallen auf die USA (1 398 130 Barrel/Tag im Jahr 2012). ⓘ

Besteuerung

Artikel 24 des Abkommens von Chicago über die internationale Zivilluftfahrt vom 7. Dezember 1944 sieht vor, dass bei Flügen von einem Vertragsstaat in einen anderen das Kerosin, das sich bereits an Bord des Flugzeugs befindet, weder von dem Staat besteuert werden darf, in dem das Flugzeug landet, noch von einem Staat, dessen Luftraum das Flugzeug durchflogen hat. Das Abkommen von Chicago enthält jedoch keine Steuerregelung für das Betanken des Flugzeugs vor dem Abflug. Das Abkommen von Chicago schließt eine Kerosinsteuer auf Inlandsflüge und auf das Betanken vor internationalen Flügen nicht aus. ⓘ

Die Kerosinsteuer kann gemäß der Energiebesteuerungsrichtlinie von 2003 in der gesamten Europäischen Union auf Inlandsflüge und zwischen den Mitgliedstaaten erhoben werden. In den Vereinigten Staaten besteuern die meisten Bundesstaaten Flugzeugtreibstoff. ⓘ

Gesundheitliche Auswirkungen

Die allgemeinen Gesundheitsrisiken, die mit der Exposition gegenüber Kerosin verbunden sind, variieren je nach Bestandteilen, Expositionsdauer (akut vs. langfristig), Verabreichungsweg (dermal vs. über die Atemwege vs. oral) und Expositionsphase (Dampf vs. Aerosol vs. Rohkraftstoff). Kohlenwasserstoffkraftstoffe auf Kerosinbasis sind komplexe Gemische, die bis zu 260+ aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffverbindungen enthalten können, darunter Giftstoffe wie Benzol, n-Hexan, Toluol, Xylole, Trimethylpentan, Methoxyethanol und Naphthaline. Obwohl die zeitlich gewichtete durchschnittliche Exposition gegenüber Kohlenwasserstoffen in Kraftstoffen oft unter den empfohlenen Grenzwerten liegt, kann es zu Belastungsspitzen kommen, und die gesundheitlichen Auswirkungen der Exposition am Arbeitsplatz sind nicht vollständig bekannt. Belege für die gesundheitlichen Auswirkungen von Düsentreibstoffen stammen aus Berichten über vorübergehende oder anhaltende biologische Auswirkungen einer akuten, subchronischen oder chronischen Exposition von Menschen oder Tieren gegenüber kerosinbasierten Kohlenwasserstofftreibstoffen oder den chemischen Bestandteilen dieser Treibstoffe oder gegenüber Treibstoffverbrennungsprodukten. Zu den untersuchten Wirkungen gehören: Krebs, Hauterkrankungen, Atemwegserkrankungen, Immun- und hämatologische Störungen, neurologische Wirkungen, Seh- und Hörstörungen, Nieren- und Lebererkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Magen-Darm-Erkrankungen, genotoxische und metabolische Wirkungen. ⓘ

Herstellung

Kerosin wird in Erdölraffinerien im Wesentlichen durch Destillation aus Rohöl gewonnen. Dabei wird das Rohöl zunächst einer Entsalzung zugeführt und auf ca. 400 °C in Rohröfen erhitzt. Anschließend wird es einer atmosphärischen Destillationskolonne zugeführt. In dieser stellt sich ein Temperaturprofil ein. Über den Flüssigkeit- und Gasaustausch und das Temperaturprofil ergibt sich eine stoffliche Trennung bzw. eine Anreicherung von Komponenten in bestimmten Zonen der Kolonne. Kerosin, das hauptsächlich aus Molekülen mit etwa 9 bis 13 Kohlenstoff-Atomen pro Kohlenwasserstoffmolekül (Siedetemperatur 150 und 250 °C) besteht, und Diesel werden in der Mitteldestillatfraktion gewonnen. Am Boden der Kolonne befinden sich Schweröle und der Rückstand. Dieser kann je nach eingesetztem Rohöl durchaus 40–60 % des eingesetzten Rohöls ausmachen und wird daher in einer Vielfalt weiterer Prozesse mit Konversionsanlagen aufgearbeitet. Dabei werden durch unterschiedliche Crackverfahren die höhermolekularen Verbindungen aufgespalten. Dabei entstehen wieder Ströme der Fraktionen Gase, Naphtha, Mitteldestillate, Schweröle, Wachs und schließlich Koks. Allen Raffinerien gemeinsam ist noch die Vakuumdestillation bei Drücken zwischen 10 und 30 mbar. Damit können auch Stoffströme fraktioniert werden, die bei Umgebungsdruck Siedetemperaturen oberhalb von 400 °C, zum Teil bis 600 °C aufweisen. Die Stoffströme aus den verschiedenen Verfahren enthalten noch aliphatische und aromatische Schwefelverbindungen, die bei Bedarf in einem Hydrierungsreaktor selektiv entfernt werden müssen. Die Spezifikation von Kerosin erlaubt einen Massenanteil von 3000 ppmw Schwefel. Ein Rohschnitt des Kerosins enthält maximal etwa 1600 ppmw Schwefel, während am Markt befindliches Kerosin zwischen 100 und 700 ppmw Schwefel enthält. Die unterschiedlichen Stoffströme werden in der Raffinerie zu einem Treibstoff zusammengemischt, der den Spezifikationsanforderungen entspricht. Die maximal erlaubten Schwefelgehalte bleiben mit Werten zwischen 1000 ppmw (JP-7), 3000 ppmw (Jet A-1) und 4000 ppm (JP-4) in der gleichen Größenordnung. Flugturbinenkraftstoffe unterscheiden sich von Kerosinfraktionen in der Raffinerie durch die Zugabe zahlreicher Additive, wie Antioxidantien, Metalldeaktivatoren, Antistatische Zusätze, Korrosionsinhibitoren und weiteren. ⓘ

Der enge Fraktionierschnitt bewirkt, dass wenig leichte und wenig schwere Kohlenwasserstoffverbindungen im Kraftstoff vorhanden sind, weshalb dieser nicht zu früh zündet und fast rückstandsfrei verbrennt. Die meisten Moleküle zünden bei der gleichen Temperatur. Aufschluss darüber gibt eine Siedeanalyse, die im Falle des Kerosins im mittleren Siedebereich eine weit gestreckte, flache Siedelinie ergibt. Siehe Grafik mit Siedekurven ganz oben. Diese liegt zwischen Schwerbenzin und Dieselkraftstoff. ⓘ

Es wird an Verfahren gearbeitet, die nicht auf Erdöl als Rohstoff basieren. Außer Biokerosin ist zum Beispiel die Sun-to-Liquid-Technologie in Entwicklung. Das System scheidet Kohlendioxid und Wasser aus der Luft ab und wandelt es in einer mehrschrittigen thermochemischen Prozesskette in Wasserstoff und Kohlenmonoxid um. Aus diesem Synthesegas kann dann Kerosin produziert werden. Forschende der Empa und des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben 2021 die Initiative »SynFuels« gestartet. ⓘ

In Deutschland wurden 2015 ca. 5,2 Millionen Tonnen Flugturbinenkraftstoff (schwer) hergestellt. ⓘ

Zusammensetzung

Siedeverläufe von Erdöl qualitativ. JP (Jet Propellant) sind veraltete Normen für Flugtreibstoffe. ⓘ

Kerosin besteht aus einer komplexen Mischung aus Alkanen, Cycloalkanen, Aromaten und Olefinen. Jet A enthält fast ausschließlich Verbindungen mit 9 bis 17 Kohlenstoffatomen, wobei der Schwerpunkt (19,5 % Masse) als C12-Verbindung vorliegt. Ein typischer Gehalt liegt bei 37 % Alkanen, 47 % Cycloalkanen, 15 % Aromaten und 1 % Olefinen. Die exakte Zusammensetzung hängt sehr stark vom Rohöl und dessen Herkunft ab. Verschiedene Quellen geben eine Bandbreite von 35,4–78 % Alkane, 9,8–60,3 % Cycloalkane und 2,5–22 % Aromaten (jeweils Massenprozente) angeführt. Die Aromaten bestehen zum größten Teil aus Monoaromaten. Ein kleiner Teil weist Di- und Triaromate auf. ⓘ

Additive

Kerosin unterscheidet sich von Petroleum neben dem engeren Fraktionierschnitt im Wesentlichen durch die Zugabe funktionaler Additive (siehe auch, Appendix D, oder) die für eine Verwendung als Flugzeugtreibstoff erforderlich bzw. nützlich sind. Hierzu gehören unter anderem:

• Antistatikmittel verhindern oder reduzieren die Neigung des Treibstoffes, sich bei der Betankung statisch aufzuladen (STADIS 450, Wirksubstanz: Dinonylnaphthylsulfonsäure, Dosierung: 1–5 mg/l)
• Anti-Oxidantien vermeiden die Bildung gummiartiger Ablagerungen, die sich bei Anwesenheit von Luftsauerstoff bilden können. Bei „hydrierten“ Kerosinanteilen ist die Dosierung Pflicht (Substanzen: Polysubstituierte Phenole, maximal 24 mg/L).
• Metall-Deaktivatoren verhindern die durch Metalle (speziell Kupfer) katalysierte Oxidation des Kerosins (Substanz: N,N′-Disalicyliden-1,2-diaminopropan, max. 5,7 mg/L).
• Korrosionsschutzmittel verhindern Korrosion in den Tanks. Einige dieser Substanzen haben auch schmierfähigkeitsverbessernde Eigenschaften (Substanzen: langkettige Fettsäuren oder polysubstituierte Phenole, Dosierung: unbekannt).
• Vereisungsschutzmittel verhindern die Bildung von Wassereiskristallen, wenn das Kerosin bei Flügen in großen Höhen stark abgekühlt wird. Es beeinflusst nicht den Freezing Point, das heißt die Bildung von Paraffinkristallen bei niedrigen Temperaturen. Diese Substanzen haben auch biozide Wirkung (Substanzen: u. A. Diethylenglykolmonomethylether/DEGME, 0,10–0,15 %).
• Biozide werden erst beim Vorhandensein von Bakterien angewandt, dies wird in der Regel viertel- bis halbjährlich mittels Schnelltest geprüft. Dauerhafte Verwendung führt zu Resistenzen (Substanzen: u. A. Kathon: Chlormethylisothiazolinon, Methylisothiazolinon oder Octylisothiazolinon, Dosierung: 1 ppm).
• Wärmestabilisatoren (Thermal Stability Improver) kommen beim JP-8+100 zum Einsatz und verhindern/reduzieren die Zersetzung (Cracken) des Kerosins bei hohen Temperaturen (Substanzen: unbekannt, Dosierung: unbekannt). ⓘ

Sorten (Spezifikation und Verwendung)

Zivilluftfahrt

Jet B

Für Flüge in Regionen mit extrem niedrigen Temperaturen, wie zum Beispiel Alaska, Kanada und Sibirien, existieren noch die Sorten Jet B für den zivilen und JP-4 mit den entsprechenden Additiven für den militärischen Einsatz (Wide Cut Fuels), die aus 65 % Benzin- und 35 % Kerosinfraktionen bestehen und einen Gefrierpunkt von −60 °C haben. Die Triebwerke müssen jedoch für die Verwendung dieses Treibstoffes geeignet sein.

• Massendichte: 0,750–0,800 kg/dm³
• Energiedichte: 11,11 kWh/kg bzw. für übliche 0,796 kg/dm³ = 8,84 kWh/l.
• Flammpunkt +20 °C
• Gefrierpunkt −60 °C ⓘ

Militärluftfahrt

JPTS

Das ebenfalls 1956 eingeführte JPTS (Jet Propellant Thermally Stable) wurde bei einem Gefrierpunkt von maximal −53 °C sowie einem Flammpunkt von minimal 43 °C für höhere thermische Stabilität sowie als Höhentreibstoff ausgelegt. Er wird lediglich für das Spionageflugzeug Lockheed U-2 verwendet und auch heute noch in zwei Raffinerien in den USA hergestellt. Der Treibstoff kostet etwa das Dreifache von JP-8. ⓘ

Verbrauch

Kesselwagen der GATX im Bahnhof Mainz-Bischofsheim mit der UN-Nummer 1863 und der Bezeichnung „Düsenkraftstoff“ (Jet A-1). In diesen Kesselwagen wird Kerosin transportiert. ⓘ

In Deutschland wurden 2015 ca. 8,5 Millionen Tonnen Flugturbinenkraftstoff (schwer) verbraucht. Da erheblich weniger Jet Fuel in Deutschland produziert wurde (5,2 Millionen Tonnen, s. o.), musste das Defizit durch Importe – hauptsächlich aus Rotterdam – gedeckt werden. Als Vergleich: Der Absatz an Petroleum belief sich auf eine verschwindend geringe Menge von 14.000 Tonnen. ⓘ

Einflussfaktoren auf den Kerosinverbrauch

Flugzeugtyp und Triebwerke beeinflussen den Verbrauch des jeweiligen Fluggeräts. Im Verlauf der letzten Jahrzehnte ist zu beobachten, dass der Verbrauch moderner Verkehrsflugzeuge stetig sinkt. Die einzelnen Flugzeugtypen sind jeweils mit verschiedenen Triebwerken, vor allem der drei großen Hersteller General Electric Aircraft Engines, Pratt & Whitney und Rolls-Royce, verfügbar. Je nach Kombination von Flugzeugtyp und Triebwerk gibt es Unterschiede im Kerosinverbrauch einer Maschine. ⓘ

Das Gewicht eines Flugzeuges ist der zweite große Faktor beim Treibstoffverbrauch. Neben dem Gewicht des Fluggerätes selbst hängt dieses von der Bestuhlung, der Auslastung, der mitgeführten Kerosinmenge und der Frachtzuladung einer Maschine ab. ⓘ

Neben dem Fluggerät und dem Gewicht hat auch der Flugverlauf Einfluss auf den Treibstoffverbrauch. Hierbei spielt vorrangig die Distanz, die ein Flugzeug auf seinem Flug von Abflugs- zum Ankunftsort zurücklegt, eine große Rolle. Aufgrund des Luftstraßensystems mit der Streckenführung entlang sogenannter Waypoints entstehen Umwege, die den zurückzulegenden Weg eines Flugzeuges verlängern. An vielen Flughäfen mit überlasteten Slots müssen Flugzeuge vor dem Landen Warteschleifen fliegen. Die zu fliegende Distanz wird durch Umwege und Warteschleifen verlängert und verursacht somit einen erhöhten Treibstoffverbrauch. ⓘ

Gleiches betrifft Wartezeiten am Boden, nachdem die Triebwerke gestartet wurden. Im Niederlastbereich arbeiten die Triebwerke sehr ineffizient, trotz geringer benötigter Leistung werden in dieser Zeit etwa 20 Prozent des Kerosins pro Minute verbraucht, die im Reiseflug benötigt werden. ⓘ

Möglichkeiten zur Kerosineinsparung

Wegen des geringeren Verbrauchs von neuen Flugzeugtypen versuchen Fluggesellschaften, ihre alten Fluggeräte durch neue, treibstoffsparende Modelle zu ersetzen. Diese Flottenverjüngung birgt viel Potential zur Verringerung des Kerosinverbrauchs und spart dadurch langfristig Geld. ⓘ

Die Verbesserung der Infrastruktur durch den Single European Sky soll die Effizienz des Luftverkehrs in Europa deutlich steigern. ⓘ

Das Gewicht des Fluggerätes ist einer der ausschlaggebenden Einflussfaktoren auf den Kerosinverbrauch. Dies führt zu ständigen Bemühungen der Flugzeugbauer, durch neuentwickelte Werkstoffe das Gewicht der Flugzeuge zu reduzieren. Dabei werden in erster Linie Faserverbundwerkstoffe und vor allem kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe verwendet. Dadurch kann das Gewicht moderner Flugzeuge um bis zu 40 % verringert werden. Hat man sich früher nur an den Einsatz der Verbundwerkstoffe in Leitwerk, Tragflächen und ähnlichen Teilen des Flugzeuges gewagt, ist bei der neuen Generation von Flugzeugen auch ein Teil des Rumpfes aus den modernen Werkstoffen. Bei der neuesten Generation, z. B. Airbus A350 oder Boeing 787, sind bis zu 80 % der Flugzeugstruktur aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt. ⓘ

Winglets sind eine Kerosinsparmaßnahme, die in den vergangenen Jahren weite Verbreitung in der Luftfahrt gefunden hat. Als Winglets bezeichnet man die vertikale Fortsetzung der Tragflächen. Sie sollen Luftverwirbelungen, die an den Spitzen der Tragflächen durch unterschiedliche Drücke auf der Ober- und Unterseite der Tragflächen entstehen, verkleinern. Die Verwirbelungen verringern den Auftrieb und induzieren Widerstand. Beides erhöht den Kerosinverbrauch. ⓘ

Eine weitere Möglichkeit zur Optimierung des Treibstoffverbrauchs ist der kontinuierliche Landesinkflug. Dabei bleibt das Flugzeug länger als beim konventionellen Landeanflug (englisch step descent; dt.: Stufenweises Sinken) auf Flughöhe und sinkt dann in einem gleichmäßigen Sinkflug zur Landung. Weil beim Sinkflug die Triebwerke im Leerlauf laufen, reduziert sich mit der Dauer des echten Sinkens der Treibstoffverbrauch. ⓘ

Auf kürzeren Distanzen (z. B. die meisten innereuropäischen Flüge) starten viele Passagierflugzeuge erst, wenn sie einen Landeslot auf dem Zielflughafen zugeteilt bekommen haben, was normalerweise Warteschleifen vermeidet. ⓘ

Preise

Die Preise für Jet A-1 (Handelsbezeichnung: Jet) orientieren sich am Rotterdamer Markt. Jet wird in US-Dollar je 1000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane wie Platts, ICIS Heren und O.M.R. berichten über aktuelle Handelspreise und Volumina. Die im Handel verwendete Referenzdichte (um den Preis einer aktuellen Charge mit einer gegebenen Dichte in Relation zu der Notierung zu setzen) ist 0,800 kg/l. Hier müssen insbesondere Transportkosten berücksichtigt werden. ⓘ

Steuern

Jet A-1, wie auch AvGas, ist für gewerblich operierende Luftfahrtunternehmen nicht dem (deutschen) Energiesteuergesetz und damit auch nicht der (deutschen) Ökosteuer unterworfen. Lediglich in der Privatfliegerei und für im Werkverkehr eingesetzte gewerbliche Flugzeuge ist jede Sorte Flugzeugtreibstoff energiesteuerpflichtig (654 € je 1000 l Kerosin; also umgerechnet 104 € je Barrel). ⓘ