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: E-Fuels & Co. sichern die Zukunft der Mobilität

Bild: LVDESIGN/Adobe Stock

Flüssigbrennstoffe haben eine hohe Energiedichte und lassen sich leicht transportieren. Damit sind sie prädestiniert für mobile Anwendungen. Werden sie als E-Fuels synthetisch auf Basis erneuerbarer Energien hergestellt, sind sie sogar so gut wie klimaneutral. Damit sind sie rein elektrischen Ansätzen in bestimmten Anwendungen überlegen.

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          Unsere heutige Welt ist ständig in Bewegung – individuell mit dem Flugzeug, dem Zug oder dem eigenen Auto, oder im Güterverkehr via Schiff, Lastwagen oder Zug. Nur weil Mobilität bezahlbar ist, sind wir dazu in der Lage, unsere Lebensqualität und unser wirtschaftliches Wohlergehen zu sichern. Dass die Mobilität mit einem steigenden Wohlstandsniveau immer weiter zunimmt, verdeutlicht ein Blick auf die Pkw-Zulassungszahlen: Diese sind laut Angaben des Kraftfahrtbundesamtes in den vergangenen zehn Jahren um 5,3 Millionen auf 46,5 Millionen Fahrzeuge gestiegen. Und die aktuellen Prognosen zeigen weiter nach oben: Die Bundesregierung rechnet damit, dass wir 2040 im Vergleich zum Niveau von 2010 fast 40 Prozent mehr Güter- und 15 Prozent mehr Personenverkehr auf unseren Straßen haben werden.

          Um die selbstgesteckten Klimaschutzziele dennoch zu erreichen, macht die Politik den Automobilherstellern Druck, den CO2-Ausstoß ihrer Fahrzeuge weiter zu senken: Derzeit liegt die Emissionsgrenze für den Flottenverbrauch von Neufahrzeugen in der EU bei rund 130 Gramm CO2 je Kilometer. Ab 2021 dürfen die zulässigen Emissionen durchschnittlich nur noch 95 Gramm betragen. Dabei setzt die Politik fast ausschließlich auf Elektromobilität, obwohl in der breiten Umsetzung für den Autofahrer heute noch viele Punkte problematisch sind: hohe Anschaffungskosten, niedrige Reichweite und eine mangelhafte Ladeinfrastruktur sowie lange Ladezeiten.

          Abhilfe versprechen treibhausgasarme synthetische Kraftstoffe. Ihr großer Vorteil: Sie können konventionellem Benzin und Diesel zunächst beigemischt werden, und die rohölbasierten Kraftstoffe langfristig sogar ganz ersetzen. Die bestehende Tankstelleninfrastruktur könnte weiter genutzt werden – und auch bei der Motorisierung wäre keine neue Technik notwendig.

          Benzin und Diesel umweltfreundlich produzieren

          Hergestellt werden die synthetischen Flüssigkraftstoffe – sogenannte E-Fuels –, indem Wasser mit Hilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen in Wasserstoff umgewandelt wird. Dieser Wasserstoff wird dann mit Kohlenstoff aus CO2 oder Biomasse zu einem flüssigen Brennstoff synthetisiert. Neben der Herstellung von E-Fuels gibt es auch andere Verfahren, um Rohöl zu ersetzen. Dabei werden beispielsweise Algen oder landwirtschaftliche Reststoffe wie Stroh in flüssige Brennstoffe umgewandelt.

          Grundsätzlich ist die Idee, Kraftstoffe auf Erdölbasis durch solche zu ersetzen, die aus biologischen Komponenten gewonnen werden, nicht neu. Super-Benzin enthält derzeit ca. fünf Prozent Bioethanol, bei Super E10 sind es sogar zehn Prozent. Auch Biodiesel ist an vielen Tankstellen erhältlich. Doch wird er aus Pflanzenöl hergestellt, steht er in direkter Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion. Anders zu bewerten sind sogenannte Bio-Brennstoffe der 2. Generation, die aus Algen, biogenen Restoffen wie Stroh, Holzabfällen und Altfetten oder Müll hergestellt werden. Obwohl deren positiver Klimaeffekt allgemein unbestritten ist, können die produzierbaren Mengen bei weitem den Bedarf nicht decken. Bei synthetischen Kraftstoffen, die aus überschüssigem Ökostrom, und recyceltem Kohlenstoff aus der Atmosphäre gewonnen werden, ist das nicht der Fall. Damit sind sie ebenfalls eine zukunftsträchtige Variante.

          Neben dem Klimaschutz haben die neuen Kraftstoffe auch den Vorteil, dass sie gewohnt schnell getankt werden können und dem Auto eine ähnlich hohe Reichweite ermöglichen wie konventioneller Kraftstoff. Zudem werden die Verbraucher eine Innovation eher akzeptieren, wenn sie auf Basis bestehender Technik und vorhandener Infrastruktur umgesetzt werden kann. Um die ökonomischen und ökologischen Vorteile der erneuerbaren Kraftstoffe nutzen zu können, sind jedoch erhebliche Investitionen in deren Herstellung nötig. Deshalb ist die Politik jetzt gefragt, langfristig verlässliche Rahmenbedingungen zu schaffen.

          Vorteile unterschiedlicher Antriebe kombinieren

          Die sinnvollste Variante für den Antrieb der Zukunft ist Experten zufolge der Hybridmotor, weil er die Vorteile von Flüssigkraftstoff mit jenen eines Elektroantriebs kombiniert: Hybridfahrzeuge fahren sowohl mit Strom als auch mit herkömmlichem Kraftstoff, der mittelfristig durch flüssige alternative Fuels ersetzt werden könnte. Im Optimalfall werden die Batterien mit 100 Prozent erneuerbarer Energie geladen. Sind die Batterien leer oder steht nicht ausreichend Strom zur Verfügung, treibt der Verbrennungsmotor das Fahrzeug mit synthetischem Kraftstoff an.

          Eine Besonderheit gibt es im Lkw-Verkehr: Hier werden derzeit auf mehreren Teststrecken Oberleitungs-Lastwagen getestet, die elektrisch angetrieben werden und ihren Strom wie ein Zug aus einer Oberleitung über der Autobahn beziehen. Auch diese Lastwagen würden mit einem Hybridmotor ausgestattet und abseits der Autobahnen mit normalem Kraftstoff fahren. Würde dieser synthetisch hergestellt, könnten die Oberleitungshybrid-Lkw vollständig klimaneutral fahren, heißt es in der Leitstudie Energiewende der Deutschen Energie-Agentur (dena). Daneben gibt es Anwendungen, die für den batterieelektrischen Betrieb aus heutiger Sicht rein technisch nicht geeignet sind. Neben dem Straßengüterverkehr wird daher die Nachfrage nach synthetischen Kraftstoffen vor allem in der Schifffahrt und der Luftfahrt steigen, sollen auch in diesen Verkehrsbereichen die Klimaziele erreicht werden.

          Die Autoindustrie jedenfalls hat E-Fuels als umweltfreundliche Alternative längst in den Blick genommen. „Synthetische Kraftstoffe können Benziner und Diesel CO₂-neutral machen“, betont Volkmar Denner, CEO des Automobilzulieferers Bosch. Und beim Zulieferer Continental wurde im vergangenen Jahr der synthetische Kraftstoff Oxymethylenether (OME) erfolgreich in Versuchsfahrzeugen getestet. Das Ergebnis: Diesel-Kraftstoff mit 15 Prozent OME-Beimischung ist für heutige Motoren bereits eine technisch verträgliche Möglichkeit, um den CO2-Ausstoß zu senken. „Synthetische Kraftstoffe tragen nicht nur zur CO2-neutralen Mobilität bei. OME beispielsweise verbrennt zudem nahezu rußfrei“, sagt Oliver Maiwald, Leiter Technology & Innovation bei Continental. „Unser Ziel ist es, in einer Übergangsphase das gewohnte Fahren klimaneutral zu ermöglichen. Am weitesten sind wir mit OME für Diesel-Anwendungen.“ Die Zukunft der Mobilität – sie hat längst begonnen.

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