Synthetische Brennstoffe von Morgen: Pack die Zukunft in den Tank!

Wie werden wir in Zukunft heizen? Eine Antwort aus der Wissenschaft: zum Beispiel mit E-Fuels, also synthetisch hergestellten, flüssigen Brennstoffen. Sie sichern die Versorgung langfristig – und zwar klimaneutral. Einblicke in ein faszinierendes Forschungsfeld.

Der Klimaschutz gehört zu den wichtigsten gesellschaftlichen Aufgaben der kommenden Jahre. Deutschland hat engagierte Klimaziele und will seine Emissionen an Treibhausgasen (THG) drastisch senken. Damit ein hoch industrialisiertes Land wie die Bundesrepublik dieses Ziel erreichen kann, braucht es viel Hirnschmalz, Kreativität und Erfindergeist. Denn – und da sind sich die Experten weitgehend einig – durch die eine große Lösung wird sich die Energiewende nicht gestalten lassen.

Vielmehr wird die Zukunft der Energieversorgung auf absehbare Zeit aus einem intelligenten Mix verschiedener Technologien bestehen. Neben regenerativem Strom aus Wasser-, Wind- und Sonnenkraft werden wir zusätzlich auch auf erneuerbare flüssige Kraft- und Brennstoffe angewiesen sein. In der Forschung gibt es deshalb schon seit Jahren einen packenden Wettbewerb um die besten Lösungen für die sauberste Energiegewinnung von Morgen.

Was sind synthetische Brennstoffe?

Einen wichtigen Beitrag dazu leisten synthetisch hergestellte flüssige Kraft- und Brennstoffe. Sie haben die gleichen Eigenschaften wie ihre herkömmlichen Vorgänger: Deshalb können sie auch mit der heutigen Technik gespeichert, transportiert und in Energie umwandelt werden – eine moderne Öl-Brennwertheizung kann also ganz normal mit den E-Fuels betrieben werden. Unter Klimagesichtspunkten lassen sie ihre „fossilen“ Ahnen wie Erdöl, Erdgas oder Kohle nämlich alt aussehen: synthetische Brennstoffe sind weitgehend klimaneutral. Bei ihrer Herstellung wird der Umwelt genauso viel CO2 entnommen wie bei der Verbrennung anschließend wieder freigesetzt wird, d. h. es entsteht ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf zwischen Herstellung und Verbrennung.

Klimafreundliche, synthetische Kraft- und Brennstoffe können durch drei verschiedene Verfahren erzeugt werden:

  • Power-to-Liquid (PtL): Der Grundstoff dieser Technologie ist Strom. Das Prinzip dahinter dürfte selbst technisch weniger versierten Laien noch aus der Schule geläufig sein: die Elektrolyse. Bei der Produktion von Kraft- und Brennstoffen nach der Power-to-Liquid-Methode wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten und anschließend synthetisch verbunden mit Kohlenstoff, welches aus dem CO2 der Atmosphäre technisch „ausgefiltert“ wird. Energetisch sinnvoll ist dieses Verfahren natürlich nur dann, wenn der Strom, aus dem die flüssigen Kraft- und Brennstoffe gewonnen werden, aus erneuerbaren Energien stammt.
  • Biomass-to-Liquid (BtL): Bei dieser Technologie wird Biomasse, das sind natürliche Rohstoffe, in unterschriedlichen  Schritten und häufig durch die Zugabe von „grünem Wasserstoff“ in einen flüssigen Kraft- oder Brennstoff umgewandelt. Erste Verfahren zur Biomasseverflüssigung gab es bereits in den 1940er Jahren. In den 90ern erlebte die Technologie mit der Entwicklung von Biokraftstoffen eine große Renaissance. Zur Gewinnung solcher Brennstoffe werden beispielsweise Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft, Altspeisefette oder auch Algen eingesetzt, die auf natürliche Weise bereits in ihrem biologischen Wachstum CO2 vorab aufgenommen haben, das dann bei der Verbrennung  später freigesetzt wird.
  • Waste-to-Liquid (WtL): Bei dieser Methode werden synthetische Kraft- und Brennstoffe aus Abfallprodukten gewonnen, die in unserem Alltag sowieso anfallen. Dazu zählen bestimmte Abfälle aus Haushalten oder der Industrie, zum Beispiel ausgedienter Kunststoff. Anstatt alles verrotten zu lassen oder einfach zu verbrennen, werden diese kohlenstoffhaltigen Verbindungen in ausgeklügelten chemischen Verfahren in hochwertige Brennstoffe transformiert.

So forscht die Wissenschaft nach Alternativen zum Erdöl

Grau ist alle Theorie. Die stetig steigende Bedeutung synthetischer Brennstoffe wird erst bei einem Blick auf die reichhaltige Forschungslandschaft zu dieser innovativen Umwelttechnik so richtig verständlich. An deutschen Universitäten erforschen zahlreiche renommierte Wissenschaftler und Institute seit Jahren das Potenzial sogenannter X-to-Liquid-Verfahren zur Gewinnung flüssiger Kraft- und Brennstoffe. „Und Deutschland ist da technisch ganz weit vorne“, sagt der Energieexperte Professor Michael Sterner von der OTH Regensburg.

Forschung zu synthetischen Kraftstoffen findet momentan in vielen Laboren statt

 

Heizen mit Altspeisefett im Tank: Ein Beispiel aus der Praxis

Und an einigen Orten werden die neuen Fuels schon getestet – so wie bei Familie Georgiadis. Das Ehepaar hat ein Einfamilienhaus in der rheinlandpfälzischen Kleinstadt Baumholder geerbt und umfangreich energetisch modernisiert. Neben baulichen Maßnahmen wurde dabei auch der alte Ölkessel durch ein zeitgemäßes Öl-Brennwertgerät ersetzt und um eine Solaranlage ergänzt. Durch diesen intelligenten Energiemix versorgen die neuen auf 3.000 Liter Volumen verkleinerten Heizöltanks die Familie zwei Jahre lang mit warmem Wasser zum Heizen und Waschen.

Besonders interessant ist der Inhalt der Tanks: Georgiadis nehmen an einem Pilotprojekt des Instituts für Wärme und Oeltechnik (IWO) teil. Dabei nutzen sie einen Brennstoff, der zur Hälfte aus synthetisch hergestellten E-Fuels besteht. Das Gemisch aus biogenen Reststoffen wie Altspeisefetten und Wasserstoff hilft dabei, die Energiebilanz der Familie noch weiter zu verbessern: Nach der Modernisierung konnten sie ihren Ausstoß des klimaschädlichen Treibhausgases Kohlenstoffdioxid um ganze 90 Prozent reduzieren.

 

Kurz & knapp:

Der Klimawandel stellt uns alle vor große Herausforderungen. Treibhausgasreduzierte, synthetische Brennstoffe können dabei schon in naher Zukunft einen großen Beitrag leisten. Dass zeigt ein Blick auf die umfangreiche Forschung, die dazu betrieben wird.

Fotos: alswart – stock.adobe.com; cassis – stock.adobe.com

Diesen Artikel teilen

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.