Die Revolution im Tank - E-Fuels und Power-to-X Kraftstoffe

Neben den immer manifester werdenden Trends der Elektromobilität, gibt es noch weitere Ansätze zur nachhaltigen Gestaltung des zukünftigen Individualverkehrs. So rücken Power-to-Liquid bzw. Power-to-Gas Kraftstoffe (Ptx-Kraftstoffe), auch synthetische Kraftstoffe oder E-Fuels genannt, immer stärker in den Fokus. Diese synthetischen Kraftstoffe werden unter Einsatz regenerativ gewonnenen Stromes aus Wasser und Kohlendioxid klimaneutral hergestellt, mit dem Ziel, in Zukunft Benzin, Diesel und Kerosin ersetzen zu können. Nicht nur auf dem Gebiet der Mobilität, auch in der Industrie und dem Gebäude- und Wärmesektor können CO2-Emissionen durch diese Umwandlungsprodukte aus erneuerbaren Energien nachhaltig gesenkt werden.

Wie wird E-Fuel hergestellt?

Um nachhaltig E-Fuel herzustellen, dient regenerativ gewonnener Strom als Ausgangsbasis, um ein klimaneutrales Vorgehen zu bewahren. Mit diesem Strom wird Wasser stark erhitzt und der daraus entstandene Dampf im nächsten Schritt in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der Wasserstoff wird dann in einen Reaktor weitergeleitet, wo er in einem mehrstufigen Prozess mit aus der Luft entnommenem CO2 reagiert und so zu einem flüssigen Energieträger wird, welcher mit Rohöl zu vergleichen ist. Dieser Energieträger kann anschließend in einer Raffinerie zu Diesel, Benzin oder Kerosin veredelt werden. Bei diesem Vorgehen besteht auch die Möglichkeit, Methan herzustellen, das wiederum als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge genutzt werden kann.

Wie weit ist die Entwicklung fortgeschritten?

Pilotprojekte zu Ptx-Kraftstoffen gibt es von Automobilherstellern sowie der Mineralölindustrie schon seit einigen Jahren. Laut einem Papier des Wissenschaftlichen Dienstes des Deutschen Bundestags aus dem Jahr 2018, gibt es in Deutschland etwa 20 Forschungsprojekte zu diesem Thema. Das bekannteste Projekt wurde von Audi initiiert. In Zusammenarbeit mit dem sächsischen Unternehmen Sunfire produziert der Automobilhersteller bereits synthetisches Methan, das für die sogenannten G-Tron Varianten seiner Fahrzeugflotte verwendet werden kann. Parallel dazu betreiben die beiden Kooperationspartner in Dresden und der Schweiz jeweils eine Anlage zur Herstellung von E-Diesel.

Was sind die Treiber der Entwicklung?

Für traditionelle Hersteller und Zulieferer der Automobilindustrie ist es ein nachvollziehbar reizvoller Gedanke, durch klimaneutrale Kraftstoffe, die in einem einfachen Verfahren hergestellt werden können, die ökologische Nachhaltigkeit ihres traditionellen Geschäftsmodells zu erreichen. Viele Experten und Manager äußerten sich noch sehr positiv über E-Fuels und deren Potenzial, bevor die Förderung und Popularität von Elektromobilität zunahm. Der ehemalige ZF-Chef und heutige VW-Vorstand Stefan Sommer wurde noch vor zwei Jahren in der Branchenzeitschrift Automobil Produktion mit lobenden Worten zu den E-Fuels zitiert. Tenor seines Statements war, dass man mit diesen neuen Kraftstoffen die bestehende Tankinfrastruktur nutzen könnte und dabei außerdem kaum Veränderungen an der Motorentechnik vorzunehmen hätte. Heute tritt VW als größter Treiber im Branchenwandel hin zur Elektromobilität auf. Wie kommt das?

Warum setzen sich E-Fuels (noch) nicht durch?

Hierfür gibt es gleich mehrere Gründe. Der eine ist politisch. Die Elektromobilität gewinnt zunehmend an Zustimmung seitens des Staates. Umfangreiche Förderprogramme sowie ein wachsendes positives Image der batteriebetriebenen Fahrzeuge in der Öffentlichkeit verstärken sich gegenseitig. Der Aufbau zweier konkurrierender Systeme gilt als gesamtwirtschaftlich ineffizient. Zwar könnten E-Fuels dabei helfen, den Verbrennungsmotor klimaschonender weiter zu nutzen bis sich die Elektromobilität vollständig durchgesetzt hat. Der Wirkungsgrad bei der Herstellung von E-Fuels ist jedoch noch zu gering und die Kosten pro Liter zu hoch, um mit herkömmlichen Kraftstoffen konkurrieren zu können. In den letzten Jahren wurden allerdings regelmäßig Fortschritte bei der Produktion von E-Fuels erzielt. Die Herstellungskosten für einen Liter E-Fuel sanken dabei in den letzten vier Jahren von etwa 5€/Liter auf etwa 2,5€/Liter. Ein Liter herkömmliches Benzin kostet ohne Steuern hierzulande etwa 0,5€. Der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) hält einen Preis von unter 1€/Liter für E-Fuels zwar mittelfristig für machbar, sieht jedoch die Technologie in einer regulativen Sackgasse. Auch der zur Zeit relativ niedrige Ölpreis hat keine positive Auswirkung auf die Investitionsbereitschaft für E-Fuel-Vorhaben.

Wo bestehen die größten Chancen für E-Fuels?

Es ist heute noch nicht abschließend vorhersehbar, wann und ob die Elektromobilität die Dominanz im PKW-Verkehr tatsächlich übernehmen wird. Auch wenn man davon ausgeht, dass in zehn Jahren 50% der PKW Neuzulassungen in Deutschland auf Batterieautos entfallen, gäbe es immer noch einen riesigen Bestand an Fahrzeugen, die mit herkömmlichen Kraftstoffen betankt werden, erst Recht, wenn man den Blick global ausweitet. Außerdem gibt es Bereiche wie beispielsweise den Schwerlastverkehr sowie die Luft- und Schifffahrt, die von bisherigen Elektrifizierungstrends noch weitgehend ausgenommen sind. Genau dort, wo eine Elektrifizierung technisch nur sehr kompliziert umsetzbar ist, ergeben sich aussichtsreiche Anwendungsmöglichkeiten für flüssige oder gasförmige E-Fuels. Bei einer entsprechenden Gestaltung der steuerlichen Rahmenbedingungen wäre es durchaus technisch möglich, Flugzeuge, Schiffe, LKW oder Züge mit E-Fuels klimafreundlicher zu betreiben.

Die Industrie sieht weiterhin Potenzial

Die Anwendung von E-Fuels im PKW-Betrieb steht also noch vor einigen Herausforderungen, vor allem im direkten Wettbewerb mit der Elektromobilität. Dennoch wurde im vergangen Januar ein umfangreiches Projekt mit dem Titel „reFuels – Kraftstoffe neu denken“ gestartet. Dahinter steckt ein Zusammenschluss aus AUDI, Daimler, Porsche, Bosch, Eberspächer, Caterpillar, Freudenberg, Rolls Royce Powersystems, dem KIT der Universität Karlsruhe, dem baden-württembergischen Verkehrsministerium, Deutschlands größter Raffinerie MiRO und dem Mineralölwirtschaftsverband. Bei diesem Projekt wird interdisziplinär untersucht, wie Otto- und Dieselmotoren mit erneuerbaren Energien und nachhaltigen Rohstoffen zu einem ökologischeren Verkehr beitragen könnten. Denn um die bewährte Motorentechnologien aufzugeben, ist es für die Player im Markt, aufgrund der ungewissen Zukunft in diesem Bereich, noch zu früh.

Auch die Power to X Allianz setzt den Fokus auf klimaneutrale und innovative, auf grünem Wasserstoff basierende, Lösungen und Technologien. Diese Allianz hat sich zum Ziel setzt, der Öffentlichkeit aufzuzeigen, wie der Einstieg in diese Technologien gelingen kann. Erst am 11. April diesen Jahres hat die Power to X Allianz ein Markteinführungsprogramm für Power to X-Technologien präsentiert und veröffentlicht. Zu dieser Allianz gehören unter vielen anderen die Audi AG sowie der Verband der Automobilindustrie VDA e.V.

Betrachten wir hier also das letzte Aufbäumen einer Technologie, der bald der Vergangenheit angehören wird oder entwickelt sich da eine Innovation, welche eine ganze Industrie doch noch unerwartet erneuern kann? Wir sind gespannt darauf welche Erfahrung Sie aktuell in Ihrem Unternehmen mit diesen spannenden Entwicklungen machen und freuen uns auf einen fachlichen Austausch. Kontaktieren Sie uns gerne!