Die große Kraftstofffrage: Wo grüner Treibstoff wirklich bezahlbar wird
Wo lassen sich klimafreundliche Treibstoffe günstig herstellen? Eine Analyse vergleicht weltweit 21 Technologien bis 2050.
Ein Flugzeug mit SAF-Kennzeichnung: Sustainable Aviation Fuel gilt als wichtiger Baustein, um die CO₂-Emissionen der Luftfahrt zu senken. Wo dieser klimafreundliche Treibstoff wirtschaftlich produziert werden kann, hängt jedoch stark vom Standort und den verfügbaren Energiequellen ab.
Foto: Smarterpix / tbtb
Die Luftfahrt steht vor einem schwierigen Problem. Flugzeuge benötigen Energieträger mit hoher Energiedichte. Batterien eignen sich dafür bislang kaum. Selbst moderne Lithium-Ionen-Batterien speichern nur etwa 200 bis 300 Wh/kg. Kerosin kommt dagegen auf rund 12.000 Wh/kg. Der Unterschied ist enorm.
Deshalb rücken klimafreundliche flüssige Kraftstoffe stärker in den Fokus. Dazu gehören Biokraftstoffe ebenso wie synthetische Treibstoffe, die mit erneuerbarem Strom hergestellt werden. Doch eine zentrale Frage blieb bisher offen: Wo lassen sich diese Kraftstoffe überhaupt wirtschaftlich produzieren?
Eine neue Studie des Paul Scherrer Instituts (PSI) liefert darauf eine differenzierte Antwort. Forschende haben weltweit die Produktionskosten von 21 Technologien für klimafreundliche Kraftstoffe verglichen. Die Ergebnisse zeigen: Der Standort ist oft entscheidender als die Technologie selbst.
Inhaltsverzeichnis
Alte Idee, neue Technik
Synthetische Kraftstoffe sind kein völlig neues Konzept. Bereits im 20. Jahrhundert wurden Treibstoffe künstlich hergestellt, etwa aus Kohle über das Fischer-Tropsch-Verfahren. Während des Zweiten Weltkriegs produzierte Deutschland auf diese Weise große Mengen Treibstoff für Flugzeuge.
Heute greifen Forschende diese Idee wieder auf – allerdings mit einer anderen Energiequelle. Statt Kohle oder Erdgas steht erneuerbarer Strom im Mittelpunkt. In sogenannten Power-to-X-Verfahren wird zunächst Wasser per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Wasserstoff reagiert anschließend mit Kohlenstoffdioxid zu flüssigen Kohlenwasserstoffen. Daraus lassen sich synthetisches Kerosin, Methanol oder Diesel herstellen.
Solche Kraftstoffe könnten in bestehenden Flugzeugen eingesetzt werden. Für die Luftfahrt ist das ein wichtiger Vorteil. Neue Flugzeugtypen oder Tankinfrastrukturen wären nicht zwingend erforderlich.
21 Technologien im globalen Kostenvergleich
Die PSI-Studie analysiert ein breites Spektrum möglicher Produktionspfade. Dazu gehören unter anderem synthetische Kraftstoffe aus erneuerbarem Strom, Biokraftstoffe aus Biomasse sowie verschiedene Wasserstoffpfade.
Die Forschenden untersuchten die Produktionskosten zwischen 2024 und 2050 in zahlreichen Ländern. Grundlage ist eine sogenannte techno-ökonomische Analyse. Dabei werden Investitionskosten, Betriebskosten, Arbeitskosten sowie Kapitalkosten über die gesamte Lebensdauer einer Anlage berücksichtigt.
„Wir haben die Investitionskosten für jede Technologie, die Betriebskosten, länderspezifische Arbeitskosten sowie die Kapitalkosten berücksichtigt“, erklärt Studienautor Zipeng Liu. „Die Kapitalkosten hängen sowohl vom Länderrisiko – etwa der politischen und wirtschaftlichen Stabilität – als auch vom Reifegrad der jeweiligen Technologie ab.“
Mit diesem Ansatz lassen sich Produktionskosten erstmals systematisch über Regionen hinweg vergleichen.
Der Standort macht den Unterschied
Ein zentrales Ergebnis der Studie: Es gibt keine universell günstigste Technologie. Die Wirtschaftlichkeit hängt stark von lokalen Bedingungen ab.
„Geografische Faktoren spielen eine entscheidende Rolle. So haben etwa die Verfügbarkeit lokaler Energiequellen und die länderspezifischen Kapitalkosten einen erheblichen Einfluss auf die gesamten Produktionskosten“, sagt Liu.
Einige Technologien profitieren besonders von bestimmten Ressourcen. Blauer Wasserstoff – also Wasserstoff aus Erdgas mit CO₂-Abscheidung – kann in gasreichen Regionen vergleichsweise günstig produziert werden. Dazu zählen etwa die USA, der Nahe Osten oder Teile Zentralasiens.
Grüner Wasserstoff aus erneuerbarem Strom dürfte dagegen vor allem dort wirtschaftlich werden, wo Solar- oder Windenergie sehr günstig verfügbar ist. Länder wie Spanien, Kanada oder Australien haben hier gute Voraussetzungen.
Infrastruktur wird zum Schlüsselfaktor
Neben der Produktion spielen auch Transportkosten eine große Rolle. Die Forschenden untersuchten beispielhaft einen Transportweg nach Europa. Dabei wurde zunächst der Import per Schiff nach Antwerpen analysiert. Von dort aus betrachtete das Team den Weitertransport nach Basel als zentral gelegenen Standort. Die Ergebnisse zeigen: Infrastruktur kann die Kosten deutlich verändern.
Ein europäisches Pipeline-Netz für Wasserstoff könnte die Wirtschaftlichkeit europäischer Produktionsstandorte deutlich verbessern. Regionen mit viel Wind- oder Solarstrom würden davon profitieren. Dazu gehören etwa die Nordseeregion oder Teile Spaniens.
Auch Nordafrika könnte über Pipelines enger mit Europa verbunden werden. Dadurch könnten dort produzierte Energieträger günstiger nach Europa gelangen als Lieferungen aus weit entfernten Regionen wie Australien oder Chile.
Unterschiedliche Wege zur Klimaneutralität
Die Studie macht deutlich, dass sich die Energiewende im Verkehr vermutlich nicht auf eine einzelne Technologie stützen wird. Verschiedene Kraftstoffe könnten parallel entstehen – abhängig von regionalen Ressourcen.
„Wir sehen keinen globalen Gewinner unter den Technologien“, sagt Liu. „Welche Lösung wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt stark von regionalen Ressourcen und Finanzierungsbedingungen ab.“
Grüner Wasserstoff könnte langfristig von sinkenden Stromkosten profitieren. Andere Produktionspfade können kurzfristig Vorteile haben, etwa dort, wo Erdgas oder Biomasse günstig verfügbar sind.
Viele dieser Technologien befinden sich heute noch in der Pilot- oder Demonstrationsphase. Die Studie liefert deshalb vor allem eine Orientierung für zukünftige Investitionen. Sie zeigt, wo sich Produktionsanlagen langfristig lohnen könnten – und wo der Import klimafreundlicher Kraftstoffe wirtschaftlicher sein dürfte.
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