Kraftstoffe für die Zukunft der Mobilität

Der Verkehr von Morgen wird auf neue Energieträger setzen müssen, um die Verkehrswende in den Griff zu bekommen: Unser Autor Marc hat sich damit beschäftigt, wie der Stand der Technik ist, und welche Möglichkeiten es in der Praxis heute schon gibt, mit erneuerbaren Kraftstoffen unterwegs zu sein.

Klima, CO2, Strom, Autos, Mobilität, Zukunft – könnt und wollt ihr noch folgen oder hängen euch diese Themen mittlerweile schon aus den Ohren raus? Ich oute mich mal: Finde ich alles sehr spannend! Zumindest solange sich diese ganze Diskussion nicht darum dreht, was wir alles nicht mehr sollen und dürfen und was wir stattdessen unbedingt müssen. Sondern dann, wenn wir uns auf produktive Weise diesen Zukunftsthemen stellen und uns damit auseinandersetzen, welche Möglichkeiten wir haben, die Welt von morgen zu gestalten.

Und damit sind wir auch beim Thema dieses Blog-Beitrags: synthetische Kraftstoffe. Denn was mich bei der ganzen Diskussion um E-Autos wundert, ist die Vorstellung, dass innerhalb weniger Jahre der komplette Verkehr auf Elektromobilität umgestellt werden könnte. In Deutschland sind allein etwa 47 Millionen Pkws angemeldet (plus noch einmal gut 10 Millionen weiterer Fahrzeuge). Wie realistisch ist es anzunehmen, diese Megaflotte ließe sich innerhalb weniger Jahre komplett durch elektrisch angetriebene Fahrzeuge ersetzen – samt Batterien, Ladeinfrastruktur und einem ausreichenden Angebot an verfügbarem Ökostrom?

Dabei wird in der Öffentlichkeit oft wenig beachtet, dass es in Form von synthetischen Kraftstoffen weitere Alternativen gibt, um die Elektromobilität in den nächsten Jahren sinnvoll mit klimafreundlichen Technologien zu ergänzen. Dafür möchte ich euch zum Einstieg in das Thema hier einen kurzen Überblick geben.

Biofuels – bei fast allen Autos bereits im Tank

Bereits heute in Benzin und Diesel enthalten: Bioethanol

Biokraftstoffe stammen zumeist aus nachwachsenden Rohstoffen wie Raps, Getreide, Mais, Soja oder Zuckerrüben, können aber auch aus Bioabfällen, Holz oder Stroh gewonnen werden. Für das Klima haben diese synthetischen Kraftstoffe den Vorteil, dass wir mit ihnen CO2-neutral unterwegs sein können, weil die CO2-Menge, die bei der Verbrennung freigesetzt wird, zuvor beim Anbau von den Pflanzen aus der Luft aufgenommen wurde. Auf diese Weise entsteht ein Kreislauf, durch den – im Gegensatz zur Verbrennung fossiler Kraftstoffe – kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre abgegeben wird, sofern die zur Herstellung der Kraftstoffe genutzte Energie aus regenerativen Quellen stammt.

Biokraftstoffe gibt es bereits heute als Biodiesel, Bioethanol-Pflanzenöl-Kraftstoff sowie gasförmig als Biomethan an Tankstellen zu kaufen. Am weitesten verbreitet ist Biodiesel, der bereits heute mit einem Anteil von bis zu sieben Prozent in normalem Diesel enthalten ist und Bioethanol, das zu fünf bis 10 Prozent (Super E10) dem Ottokraftstoff beigemischt wird. Daran lässt sich ein großer Vorteil dieser alternativen Kraftstoffe erkennen: Sie können mit der herkömmlichen Motorentechnik verwendet und über das bestehende Vertriebsnetz aus Tankwagen und Tankstellen den Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden.

Wichtig ist, dass biobasierte Produkte nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion sowie Agrar- und Waldflächen stehen.

E-Fuels – synthetische Kraftstoffe mit viel Potenzial

Diese Interessenkollision gibt es bei E-Fuels nicht. Denn die wichtigste Quelle für diesen synthetischen Kraftstoff liefert die Natur: Energie aus Sonne, Wind und Wasser. Bei E-Fuels geht es im Kern darum, grünen Strom in flüssigen Kraftstoff zu verwandeln. Dazu braucht es neben Strom aus regenerativen Energien nur noch Wasserstoff – der aus Wasser gewonnen wird – und Kohlendioxid. Diese Zutaten werden in verschiedenen ausgefeilten technischen Verfahren in synthetische Kraftstoffe (Power-to-X) umgewandelt.

Neben der Beendigung des „Tank oder Teller“-Streits hat die Power-to-X-Technologie noch weitere Vorteile: Wie Biokraftstoffe sind E-Fuels klimaneutral, weil das CO2, das sie beim Verbrennen freisetzen, aus der Luft oder direkt aus den Abgasen von Industrieanlagen oder Kraftwerken stammt. Sie lassen sich bei der Herstellung passgenau auf verschiedene Motoren (Diesel, Benzin, Gas oder Kerosin) abstimmen und können auch solchen Fahrzeugen (oder auch Flugzeugen) eingesetzt werden, die bereits heute unterwegs sind. Plus: diese neuen Kraftstoffe können sogar so designt werden, dass sie im Motor sauberer als herkömmliche Kraftstoffe verbrennen. Und der Clou, all diese alternativen Kraftstoffe können auch sie über das bestehende Netz aus Tankstellen ohne weitere Investitionen in unsere Tanks gelangen oder einfach fossilen Kraftstoffen beigemischt werden.

Jetzt fragt ihr euch sicher: Wenn das alles so toll ist, warum fahren wir dann nicht schon mit E-Fuels im Tank? Nun, die Technologie funktioniert zwar einwandfrei, ist aber noch nicht marktreif und im großen Stil verfügbar. Denn synthetische Kraftstoffe nach dem Power-to-X-Prinzip sind derzeit noch zu teuer, um an der Tankstelle bestehen zu können. Das entscheidende Kriterium sind dabei die Stromkosten. Aus diesem Grund würde sich die Produktion von E-Fuels besonders dort lohnen, wo natürliche Energie in Hülle und Fülle zur Verfügung steht. Das wären besonders jene Gegenden auf der Welt, die über ausreichend Sonnenenergie verfügen und an eine gute Infrastruktur – zum Beispiel für große Tankschiffe – angebunden sind.

Wasserstoff – der unterschätzte Außenseiter

Wasserstoff dient nicht nur als Baustein für E-Fuels, sondern kann in Autos auch direkt als Kraftstoff eingesetzt werden. Allerdings braucht es dafür eine Brennstoffzelle, die den Wasserstoff in Strom umwandelt. Der dann wiederum wie beim E-Auto einen Elektromotor antreibt. Und aus dem Auspuff kommt einfach Wasserdampf. Die Autoindustrie hat bereits erste serienreife Fahrzeuge entwickelt, die mit Wasserstoff gefahren werden können. Allerdings sind diese noch sehr teuer. Dazu kommt: In ganz Deutschland stehen den Fahrern dieser Autos derzeit nur etwa 80 Wasserstoff-Tankstellen zur Verfügung. Wasserstoff wird daher häufig als ideale Alternative für den Einsatz in Lkws im Güterfernverkehr oder Zügen auf Strecken ohne Oberleitungen gesehen – zumindest im ersten Schritt.

 

Kurz & knapp:

Alternative Kraftstoffe sind längst keine Zukunftsmusik mehr. Ob als Biokraftstoff, E-Fuel oder im Wasserstoffantrieb haben sie ein großes Potenzial die Elektromobilität in den nächsten Jahren im Energiemix sinnvoll und ökologisch zu ergänzen. Sie könnten, wenn sie in den kommenden Jahren Marktreife erlangen, Schritt für Schritt den fossilen Kraftstoffen beigemischt werden, sie dann ersetzen und so die Klimabilanz des Verkehrs ein ganzes Stück verbessern.

Weitere Infos:

Über diesen Autor

Marc, 45, lebt in Hamburg in Hafennähe. Klimaschutz ist ihm sehr wichtig. Er wünscht sich dabei oft aber eine Debatte, die stärker die Gestaltungsspielräume für unsere Zukunft auslotet.

Fotos: nexusseven – stock.adobe.com; ferkelraggae – stock.adobe.com

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