Grüner Sprit: Synthetische Kraftstoffe im Praxistest

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Synthetische Kraftstoffe könnten herkömmliche fossile Energieträger ersetzen. Einsatzmöglichkeiten im ‎Praxistest. ‎

Josef Stelzer, Ausgabe 10/20

Elmar Kühn steigt um. Der Hauptgeschäftsführer des Uniti Bundesverbands mittelständischer Mineralölunternehmen wird seinen VW-Bus ab nächstem Jahr nicht mehr mit normalem Diesel betanken, sondern zu hundert Prozent mit synthetischem Kraftstoff. »Am Motor oder sonstigen Fahrzeugbauteilen«, so Kühn, »muss für E-Fuel nichts umgestellt oder erneuert werden.« Ein Umstieg mit Vorbildcharakter? Synthetische Kraftstoffe, die sogenannten E-Fuels, bieten zahlreiche Vorteile. Allerdings sind sie in der Herstellung noch teuer.

Mehrstufiges Verfahren für E-Fuels

E-Fuels entstehen in einem mehrstufigen Produktionsverfahren. Aus der Atmosphäre gefiltertes Kohlendioxid (CO₂) wird mit Wasserstoff (H2) zu einem syntheti  schen Treibstoff zusammengeführt. Der Herstellungsprozess mit der Aufspaltung von Wasser in Sauerstoff und in Wasserstoff benötigt allerdings viel Strom, der daher möglichst nur über regenerative Energiequellen wie etwa Sonne, Windund Wasserkraft erzeugt werden sollte. »Weil bei der Verbrennung von E-Fuel im Motor genauso viel CO₂ entsteht, wie der Atmosphäre vorher bei der Kraftstoffproduktion entnommen worden ist, fahren wir mit regenerativer Energie praktisch hundertprozentig CO₂-neutral«, so Kühn. »Zudem werden erheblich weniger Rußpartikel freigesetzt als mit dem üblichen Diesel, Verbrauch und Motorleistung aber bleiben unverändert.«

Produktionsstart im zweiten Quartal 2021 geplant

Derzeit bereiten 27 Uniti-Mitgliedsunternehmen, darunter die Ottobrunner Bavaria petrol GmbH & Co. KG, den Einstieg in das E-Fuel-Geschäft vor. Der Produktionsstart ist für das zweite Quartal 2021 geplant. Anfangs sollen bei der Frankfurter Hoechst AG jährlich rund 170.000 Liter synthetischer Sprit hergestellt werden. »Zunächst wollen wir den Treibstoff zusätzlich anbieten«, sagt Geschäftsführer Markus Kerndl (42). An einer ausgewählten Tankstelle wird er monatlich einige tausend Liter dem normalen Diesel beimengen. Der E-Fuel-Anteil dürfte bei 20 Prozent pro Liter liegen. »Später können es auch mehr sein, nachdem die Gesetze und Normen entsprechend angepasst worden sind«, so Kerndl. Bavaria petrol betreibt bundesweit 30 Tankstellen, 18 davon in Bayern. Die flüssigen E-Fuels eignen sich im Prinzip für alle klassischen Verbrenner, die Diesel oder Benzin benötigen.

Für Schwerlastverkehr Alternative zum Elektroantrieb

Zudem lässt sich der synthetische Kraftstoff genauso gut transportieren wie fossile Energieträger. Dabei ist die bestehende Infrastruktur mit Pipelines, Tankstellennetz, Tankwagen sowie Speicheranlagen nutzbar. »E-Fuels können einen Beitrag zum Klimaschutz leisten und sind langfristig die sinnvollste Art, um die individuelle Mobilität zu erhalten«, ist Kerndl überzeugt.

Mehr noch: »Auch Lkws im Schwerlastverkehr und andere Nutzfahrzeuge, für die sich Elektroantriebe meist nur eingeschränkt oder überhaupt nicht eignen, sowie Schiffe und Flugzeuge lassen sich mit E-Fuels wie gewohnt einsetzen«, sagt Simon Pichlmaier (30), der beim Münchner Institut Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V. (FfE) das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Forschungsprojekt »BEniVer-Begleitforschung Energiewende im Verkehr« leitet.

Forschung auf Hochtouren

Die FfE untersucht im Rahmen des Projekts die Herstellung und Verwendung strombasierter Kraftstoffe. Pichlmaier hält es jedoch für wenig sinnvoll, in großem Umfang E-Fuels in Deutschland zu produzieren, weil hierzulande der Anteil an fossilen Energieträgern bei der Stromerzeugung hoch ist: »Viel besser geeignet sind beispielsweise Regionen in Südeuropa und Nordafrika, die aufgrund der weitaus höheren Zahl an Sonnenstunden die Möglichkeit bieten, die Kraftstoffe mit Strom aus Photovoltaikanlagen zu produzieren.« Andernorts untersuchen Forscher ebenfalls das Potenzial synthetischer Krafttoffe.

Weltweit erste Versuchsanlage für »grünen Sprit«

Auf dem Gelände des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) steht die weltweit erste Versuchsanlage, die »grünen Sprit« mit CO₂ aus der Umgebungsluft und Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt. Zunächst produziert die Anlage ein Gemisch, das sowohl Diesel und Benzin als auch Kerosin enthält. Später soll die Anlage flexibel alle drei Kraftstoffe in Reinform herstellen. Anfang November 2019 wurde das erste 200-Liter-Fass abgefüllt. Mit einer solchen Anlage, die kaum größer ist als ein Schiffscontainer, und mit Strom aus Sonnenenergie, Wind- und Wasserkraft lässt sich praktisch an jedem Ort klimaneutraler Sprit herstellen.

»Ideale Lösung« für das Fahrzeugangebot der Zukunft

Auf E-Fuel setzt auch Reiner Mangold, Leiter Nachhaltige Produktentwicklung bei der Audi AG in Ingolstadt. Der entscheidende Umweltvorteil aller gasförmigen und flüssigen E-Fuels sei die deutliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Eine Mischung aus hocheffizienten Elektro- und Hybridfahrzeugen, die mit E-Fuel betankt werden, könnte seiner Ansicht nach eine »ideale Lösung« für das Fahrzeugangebot der Zukunft sein, zusätzlich komme der Brennstoffzellenantrieb infrage. Allerdings liegen die Produktionskosten für synthetische Kraftstoffe noch um ein Mehrfaches über denen für fossile Energieträger. Erst bei gravierend stei  genden Produktionsmengen aus industriellen Großanlagen wird der Kostenaufwand deutlich sinken.

Ein weiteres Hindernis für einen Markthochlauf: »Durch E-Fuels erzielte Treibhausgasminderungen werden bislang nicht auf die CO₂-Flottenemissionen angerechnet«, erklärt Mangold. »Einzig in der Schweiz ist derzeit ein Gesetz vorgesehen, das die CO₂-Minderung nachhaltiger Kraftstoffe in die Flottenbilanz der Autohersteller einbezieht.« Elektroautos hingegen fließen in die Flottenberechnung der CO₂-Emissionen mit null Gramm ein. Für Fahrzeughersteller sind die Elektroautos somit ein überaus wirksamer Hebel zur Minderung der flottenspezifischen Emissionen, die die EU vorschreibt.