Synthetische Kraftstoffe 27.07.2022, 07:00 Uhr

E-Fuels: Was sind die Vor- und Nachteile?

Das Aus der Verbrennermotoren ist fast beschlossene Sache, da könnte sie ein Kraftstoff retten, den es noch gar nicht zu kaufen gibt: E-Fuels. Was genau verbirgt sich dahinter? Könnten die synthetischen Kraftstoffe wirklich die Lösung sein, um Diesel und Benziner auf Nachhaltigkeit zu trimmen?

Zapfsäulen Tankstelle

Normale Tankstellen wären für den Vertrieb von E-Fuels prinzipiell geeignet.

Foto: panthermedia.net/dotshock (YAYMicro)

Als Carl Benz Ende des 19. Jahrhunderts sein Automobil vorstellte, ahnte wohl niemand, zu was für einem Kassenschlager sich der Verbrennungsmotor entwickeln würde – seit mehr als 130 Jahren ist die Zahl der Fahrzeuge, in die er eingebaut wurde, eigentlich nur nach oben gegangen. Doch bald droht ihm das Aus. Denn die Motoren sind im Laufe der Jahrzehnte zwar immer leistungsfähiger und effizienter geworden, aber trotzdem sondern sie Feinstaub und klimaschädliche Gase ab. Die Umweltminister der Europäischen Union haben vorgeschlagen, eine Neuzulassung von Autos mit Verbrennermotor ab dem Jahr 2035 zu verbieten. Wird der Vorschlag so angenommen, gibt es für Fans dieser Technologie nur noch einen einzigen Hoffnungsschimmer: E-Fuels. Denn möglicherweise – so steht es aktuell ebenfalls in dem Papier – dürften herkömmliche Neuwagen weiterhin auf die Straßen, wenn sie mit E-Fuels klimaneutral betrieben würden.

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Was sind E-Fuels?

Bei E-Fuels handelt sich es sich um synthetische Kraftstoffe, die auf der Basis von Wasser und Kohlendioxid hergestellt werden. Ihre Eigenschaften sind denen von Benzin und Diesel sehr ähnlich, weswegen sie diese vermutlich relativ problemlos ersetzen könnten, eventuell mit kleinen Anpassungen an den Motoren.

E-Fuels werden folgendermaßen hergestellt: Über eine Elektrolyse wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. Im nächsten Schritt wird der Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO2) verbunden. Das dafür notwendige CO2 kann zum Beispiel bei industriellen Prozessen aufgefangen werden. Das Ergebnis ist ein synthetischer Kraftstoff, auch E-Fuel genannt. Auf die gleiche Weise kann auch synthetisches Gas produziert werden, das Erdgas ersetzt. E-Fuels sind derzeit noch nicht auf dem freien Markt verfügbar.

Die Vorteile der E-Fuels liegen auf der Hand: Wasser und Kohlendioxid sind in nahezu unbegrenzten Mengen vorhanden. Ressourcenengpässe, wie sie früher oder später vermutlich beim Erdöl auftreten würden, sind nicht zu erwarten. Außerdem geben die E-Fuels, wenn sie verbrannt werden, nur so viel CO2 an die Atmosphäre ab, wie sie zuvor aufgenommen haben. Prinzipiell können sie also klimaneutral sein. Das setzt allerdings voraus, dass der Vorgang der Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen abgewickelt wird.

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Was spricht gegen E-Fuels?

Im ersten Moment klingt es nach einer äußerst sinnvollen Lösung, erneuerbare Energiequellen wie Windkraft und Sonnenstrom dafür zu nutzen, E-Fuels herzustellen. Denn bekanntermaßen sind die Speichermöglichkeiten aktuell noch begrenzt. Eine überschüssige Stromproduktion könnte also der Kraftstoff-Produktion dienen. Allerdings kommt hier der größte Nachteil der E-Fuels zum Tragen: Der Wirkungsgrad ist extrem gering. Auch wenn die Werte schwanken: Mehr als 20% der eingesetzten Energie kommen am Ende nicht beim Motor an. Das ist übrigens einer der Gründe dafür, warum E-Fuels – zumindest nach derzeitigem Stand der Technik – auch deutlich teuer wären als Benzin oder Diesel.

Nun könnte man argumentieren, dass der hohe Wirkungsgradverlust nicht so tragisch sei – vorausgesetzt, es handle sich tatsächlich beispielsweise um überschüssigen Solarstrom. Diese Denkweise ist aber eine Milchmädchenrechnung. Denn erneuerbare Energiequellen werden immer stärker in die reguläre Stromversorgung eingebunden. Klar ist aber auch, dass ihre Kapazitäten noch lange nicht ausreichen werden, um Deutschland mit Energie zu versorgen. Der Strombedarf für die E-Fuel-Produktion müsste zusätzlich gedeckt werden. Dieses Problem ließe sich nach Ansicht von Expertinnen und Experten auch nicht lösen, indem die E-Fuel-Produktion beispielsweise in sonnenreiche Länder ausgelagert würde. Dafür sei der Kraftstoffbedarf zu hoch. Eine glorreiche Zukunft könnten die E-Fuels also nur vor sich haben, wenn Forschende den geringen Wirkungsgrad erheblich steigern können.

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Wann kommen E-Fuels?

Im großen Maßstab werden E-Fuels aktuell noch nicht hergestellt, und es ist auch nicht absehbar, wann sich das eventuell ändert. Eine Lösung für den geringen Wirkungsgrad ist jedenfalls noch nicht in Sicht. Trotzdem könnten E-Fuels zur Energiewende beitragen. Denn auf der einen Seite wären sie eine mögliche Lösung für Fahrzeuge mit hohem Energiebedarf wie Lkw oder Flugzeuge. Auf der anderen Seite werden Gebrauchtwagen mit Verbrennermotor noch deutlich länger als bis 2035 auf den Straßen unterwegs sein – unabhängig davon, ob die EU das Schlupfloch E-Fuels für Neuzulassungen schließt oder nicht. Bleibt die Frage, ob die Kapazität an erneuerbaren Energien zu diesem Zeitpunkt ausreichen wird, um in E-Fuels gesteckt zu werden.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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