Synthetische Kraftstoffe – Hoffnungsträger der Zukunft

E-Fuel wird aus einer Karaffe gegossen.

Autoland Deutschland

Synthetische Kraftstoffe – Hoffnungsträger der Zukunft

Von Marion Werner

Geht eine Ära zu Ende? Die der Autos mit Verbrennungsmotoren, die Kraftstoffe unter Abgabe von CO2 verbrennen? Sie verpesten unsere Umwelt mit Kohlendioxid und fördern mit dem Treibhausgas die Klimaerwärmung. Aber ein genauer Blick auf die neuesten Entwicklungen in die Erforschung synthetischer Kraftstoffe lohnt sich und macht Hoffnung darauf, dass die Verbrennungsmotoren vielleicht doch eine Zukunft haben.

Synthetische Kraftstoffe – nachhaltige Kraftstoffe

Es ist eine tolle Idee: Man verbrennt einfach keine fossilen Brennstoffe mehr, sondern synthetische (auch E-Fuels genannt), die man mithilfe von erneuerbaren Energien erzeugt. Auf diese Weise wäre der konventionelle Verbrennungsmotor nachhaltig und rehabilitiert.

Außerdem könnte man das bereits etablierte Tankstellennetz zur Versorgung der Autofahrer nutzen und müsste keine völlig neue und kostenintensive Tankstellen-Infrastruktur aufbauen. Aber wie funktioniert das eigentlich? Wie produziert man klimaneutralen Kraftstoff mithilfe von erneuerbaren Energien?

Anzeigetafel, woe klimaneutrale Kraftstoffe entstehen.

So entstehen klimaneutrale Kraftstoffe mithilfe regenerativer Energie

Als Ausgangsmaterialien benötigt man Wasser und Strom. Mittels Elektrolyse wird daraus Wasserstoff. Diesen kann man dann auf zwei verschiedene Arten mit CO2 reagieren lassen:

  1. Über Methanisierung – so entsteht synthetisches Erdgas
  2. Über die Fischer-Tropsch-Synthese – dann entsteht synthetisches Benzin oder Diesel.

Kommt das CO2 aus der Atmosphäre (Direct Air Capturing) oder aus Recycling (Kraftwerke oder Stahlwerke) und der Strom aus erneuerbaren Energien, dann sind diese Treibstoffe CO2-neutral.

Die E-Fuels – auf dem Weg zur Serienreife

Es gibt allerdings einen Haken: Die Technik ist noch nicht serienreif, weil die Versuchsanlagen noch nicht standardisiert und zu klein sind. Wenn sie einsatzreif sind, könnten die E-Fuels auch in Schiffen, Flugzeugen oder Lastwagen zum Einsatz kommen – ein besonders wichtiger Punkt, denn dort können Batterien vermutlich auch in Zukunft nicht eingesetzt werden.

Gerade für bestimmte Sparten, wie zum Beispiel den Flugverkehr, werden synthetische Kraftstoffe wahrscheinlich in der Zukunft sehr wichtig werden. Denn sie wäre eine gute Lösung, um bis 2050 CO2-Neutralität zu erreichen.

Die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe wurde in den letzten 15 Jahren nicht so forciert wie etwa batterieelektrische Antriebe. Auch deswegen sind die Herstellvolumina noch zu klein und es gibt noch keine industrielle Verfügbarkeit. Das heißt auch, dass es noch keine vernünftige Preisbasis gibt.

Synthetische Kraftstoffe sind im Moment wirtschaftlich noch nicht rentabel. Aber grundsätzlich gilt: Jedes klimaneutrale Fahrzeug wird teurer werden. Entweder weil man in eine kostspielige Batterie investieren muss oder weil man einen Kostenaufschlag für nicht fossile Energieträger berücksichtigen muss.

Ein Flugzeug wird betankt.

Ein Flugzeug wird betankt – Hoffnung für den Flugverkehr von morgen: synthetische Kraftstoffe

Vorteil der E-Fuels: Herstellung und Nutzung entkoppeln

Ein großer Vorteil der nicht fossilen Kraftstoffe ist, dass man die Herstellung der Energie einerseits und ihre Nutzung anderseits voneinander abkoppeln kann: Da die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien nicht kontinuierlich, sondern stark schwankend ist, kommt es zeitweise dazu, dass mehr Strom produziert als nachgefragt wird.

Mithilfe der E-Fuels könnte dann der überschüssige Strom als synthetisches Benzin oder Diesel gespeichert werden.

Windkraftanlagen im Abendlicht.

Windkraftanlagen im Abendlicht

Auch gemischt gut zu gebrauchen

Ein Schwerpunkt der E-Fuel-Forschung beschäftigt sich auch mit der Frage: Lassen sich regenerative und fossile Kraftstoffe mischen? Olaf Toedter, Leiter der Abteilung Neue Technologien und Zündsysteme am KIT (Karlsruher Institut für Technologie) in Karlsruhe, untersucht genau diese Frage.

Er kommt zu diesem Ergebnis, dass sich synthetische und fossile Kraftstoffe gut mischen lassen. In dem Maße, in dem man synthetischen Kraftstoff zu dem fossilen hinzufügt, verbessert man seine CO2-Bilanz.

Drei Flaschen mit durchsichtigen Flüssigkeiten stehen nebeneinander.

Für viele Experten führt am Einsatz der synthetischen Treibstoffe in Zukunft kein Weg vorbei. Und auch das Bundesforschungsministerium unterstützt seit einigen Jahren die Forschung an E-Fuels in verschiedenen Projekten mit dem Ziel, Kraftstoffe ohne Einsatz fossiler Energien herzustellen.

Unsere Quellen

• ADAC: Synthetische Kraftstoffe – Energieträger der Zukunft
https://www.adac.de/verkehr/tanken-kraftstoff-antrieb/alternative-antriebe/synthetische-kraftstoffe/
• KIT – Karlsruher Institut für Technologie, reFuels – Kraftstoffe neu denken
https://www.refuels.de/119.php
• BMBF: Forschung – synthetische Kraftstoffe
https://www.bmbf.de/de/synthetische-kraftstoffe-5040.html

SWR | Stand: 16.09.2020, 15:00

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