Die Kraftstoffe der Zukunft im Praxis-Test

Schon heute ist das möglich: In ein ganz normales Auto, egal ob Benziner oder Diesel, steigen, starten, tanken und in eine andere Stadt fahren – ohne dabei das Klima unterm Strich zu belasten. Der Kniff: Das Kohlendioxid, das bei der Fahrt in die Luft gepustet wird, wurde vorher bei der Herstellung des Treibstoffes aus der Atmosphäre oder aus einer anderen Quelle, wie etwa einer Industrieanlage, entnommen. Möglich machen das synthetische Kraftstoffe, die auf diese Weise als klimaneutral gelten.

Spektakulär sieht der Wunder-Treibstoff nicht aus. Die Flüssigkeit ist glasklar und riecht so gut wie gar nicht. Von der chemischen Struktur und den Eigenschaften unterscheidet sie sich nicht von herkömmlichem Benzin oder Diesel, welche aus Erdöl gewonnen werden. Außer der Klimaneutralität haben E-Fuels noch weitere Vorteile: Sie könnten an Zapfsäulen von Tankstellen getankt werden. Anders als bei der E-Mobilität ist der Aufbau einer neuen Infrastruktur somit nicht notwendig. Zudem werden bei der Verbrennung deutlich weniger andere Schadstoffe wie beispielsweise Stickoxide freigesetzt. Aus all diesem Gründen setzt gerade die Automobilindustrie große Hoffnungen in synthetische Kraftstoffe.

Der Durchbruch ist den E-Fuels bislang allerdings nicht gelungen. Denn nur wenige Demonstrationsanlagen in Europa produzieren synthetische Kraftstoffe und das in geringen Mengen. Der Fokus der Anlagen liegt eindeutig auf der Erforschung und Erprobung der Technologie und der eingesetzten Verfahren. Von der Marktreife sind E-Fuels noch weit entfernt. In den kommenden Jahren sollen allerdings erste Produktionsanlagen gebaut werden.

Bei der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen werden chemische Verfahren eingesetzt, die zum Teil seit Jahrzehnten bekannt und gut entwickelt sind. Wie im vorherigen Teil der Serie ausführlich erklärt, wird mithilfe von Strom aus Erneuerbaren in einer Elektrolyse Wasserstoff erzeugt und dieser dann in weiteren Schritten zusammen mit Kohlendioxid zu flüssigem Kraftstoff umgewandelt. Unter dem Begriff Power-to-Liquid (Strom-zu-Flüssigkeit) werden diese Verfahren zusammengefasst. Pilotanlagen haben erfolgreich bewiesen, dass sich aus Strom, Wasser und Kohlendioxid Treibstoffe für Autos, Lkw, Frachter oder Flugzeuge herstellen lässt.

Das Power-to-Liquid-Verfahren

Angesichts dieser Vorteile drängt sich die Frage auf: Was steht dem Durchbruch entgegen? Die Antwort: der niedrige Wirkungsgrad und der hohe Preis. Der Wirkungsgrad sinkt, da die einzelnen Verfahrensschritte Energie verbrauchen. Ein Beispiel macht dies deutlich: Laut einer Berechnung von Agora Energiewende aus dem Jahr 2017 braucht ein batterieelektrisches Auto 15 Kilowattstunden (KWh) Strom, ein mit Wasserstoff betriebenes Fahrzeug 31 KWh und ein mit E-Fuels betriebener Diesel oder Benziner sogar 103 KWh. Für die gleiche Leistung wird also ein Vielfaches an Energie benötigt. Im Personenverkehr ist Elektromobilität Experten zufolge deutlich effizienter als der Einsatz von synthetischen Kraftstoffen und daher vorzuziehen.

Doch nicht überall im Verkehrssektor sind elektrisch betrieben Fahrzeuge einsetzbar. „Die Luftfahrt, die Schifffahrt und der Schwerlastverkehr sind Bereiche, die sich der Elektrifizierung zumindest weitgehend entziehen“, erklärt Thomas Willner, Professor für Verfahrenstechnik an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften (HAW) Hamburg. Gerade diese Bereiche werden – global gesehen – deutlich steigen. Alternative Kraftstoffe sind nach seinen Worten daher unabdingbar für das Erreichen der Klimaziele. Auch die Deutsche Energie Agentur (dena) betont das große Potenzial für synthetische Kraft- und Brennstoffe.

Der geringe Wirkungsgrad macht den Kraftstoff teuer. Insbesondere in Ländern wie Deutschland treiben die vielen Steuern und Abgaben den Preis nach oben. Laut einer Studie der dena und der Ludwig Bölköw Systemtechnik liegt der Preis momentan bei bis zu 4,50 Euro pro Liter Dieseläquivalent. Allerdings gibt es (wie erwähnt) keine Massenproduktion – was die Kosten deutlich senken würde. „E-Fuels sind noch verhältnismäßig teuer, aber die Kosten werden weiter runtergehen. Viele sind von der Wirtschaftlichkeit schon jetzt nicht mehr so weit entfernt“, erklärte Manfred Aigner, Direktor des Instituts für Verbrennungstechnik am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), im Handelsblatt.

Teurer werden synthetische Kraftstoffe aber wohl auch in Zukunft bleiben. Laut einer Studie des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie könnte im Jahr 2030 der Literpreis für fossiles Benzin bei 1,38 Euro und der für synthetisches bei 2,29 Euro liegen. Trotz dieser Hürden sind erste Produktionsanlagen in Planung, die in den kommenden Jahren den Betrieb aufnehmen wollen. Sie wollen die Technik in einem kommerziellen Maßstab weiter erproben.