E-Fuels

CO₂-neutraler Kraftstoff aus Sonne und Wind

Von Kevin Tschierse · 2018

Auto an einer Zapfsäule. E-Fuels sind flüssige Kraftstoffe aus grünen Energien
Verkehr von morgen: E-Mobilität und E-Fuels sinnvoll kombinieren

Diesel, Benzin, Kerosin – wäre es nicht schön, wenn diese Kraftstoffe klimaneutral hergestellt werden? Mit E-Fuels ist das möglich. Zusammen mit Elektroautos können sie entscheidend zur Verkehrswende beitragen. Aber die Markteinführung lässt auf sich warten.

Dass aus Solar- und Wind­energie Strom gewonnen werden kann, ist bekannt. Aber dass mit der grünen Energie auch flüssige Kraftstoffe hergestellt werden können, eher nicht. Das Verfahren, das das möglich macht, das sogenannte Fischer-Tropsch-Verfahren, wurde bereits in den 1920er Jahren entwickelt. Neu ist jedoch die Kombination mit den Erneuerbaren Energien. Mit dem grünen Strom wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Der Wasserstoff reagiert unter hohen Temperaturen und Druck mit Kohlendioxid, zum Beispiel aus Industrieanlagen. So entsteht ein ökologischer Erdölersatz, der in Raffinerien zu sauberem Sprit veredelt wird. 

E-Fuels tragen zur Energiewende bei

„E-Fuels sind ein zentraler Bestandteil der Verkehrswende“, sagt Thomas Koch, Leiter des Instituts für Kolbenmaschinen am Karlsruher Institut für Technologie. Sie werden in den kommenden Jahren ganz entscheidend zur Energiewende beitragen, weil sie als Energieträger mit hoher Energiedichte Erdöl und Erdgas ersetzen können. Zudem können sie in herkömmlichen Motoren eingesetzt und über die bereits bestehenden Tankstellen angeboten werden. 

„Elektromobilität ist ein wichtiger Baustein der Mobilität, kann aber nicht die einzige Alternative für einen nachhaltigen Verkehr sein“, glaubt Koch. Vielmehr werde es in Zukunft einen Mix der Antriebe geben. So könnten Elektroautos abgas- und lärmfrei durch die Städte rollen, während herkömmliche Verbrenner, angetrieben mit den synthetischen Kraftstoffen, bei der Überlandfahrt zum Einsatz kommen. 

Noch gibt es keine E-Fuels auf dem Markt, da Technologieforschung und Entwicklung auf diesem Gebiet sehr langfristig angelegt ist, so Koch. Mit einer Markteinführung der sauberen synthetischen Kraftstoffe rechnet der Autoexperte jedoch bis Ende der nächsten Dekade.

Klimaneutrale Kraftstoffe

Dass es in Teilbereichen auch schneller gehen könnte, meint Christian Beidl, Leiter des Instituts für Verbrennungskraftmaschinen und Fahrzeugantriebe an der Technischen Universität Darmstadt. So könne E-Gas noch vor Ende dieser Dekade nennenswerte Marktanteile erreichen; für flüssige E-Fuels könne die Markteinführung über Pilotanwendungen vorbereitet
werden.

Und das wäre auch wünschenswert, denn E-Fuels sind klimaneutral, weil sie bei der Herstellung Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder aus Industrieanlagen nutzen, erklärt Beidl. Außerdem sind sauerstoffhaltige E-Fuels schwefelfrei und verbrennen rußfrei. Werden bei der Verbrennung keine Schadstoffe mehr gebildet, vereinfacht das die Abgasnachbehandlung und ermöglicht preiswertere Umwelttechnologien. Der Hauptvorteil bleibt aber die CO₂-Neutralität. „Das eigentliche Problem der Verbrennungsmotoren liegt ja nicht in deren Technologie, sondern bei den heute überwiegend fossilen Kraftstoffen“, erklärt Beidl, der an der TU Darmstadt intensiv zu diesem Themenbereich forscht. „Auch in Schiff- und Luftfahrt können saubere Kraftstoffe zum Einsatz kommen.“

Kondensstreifen adé

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die US-Luft- und Raumfahrtbehörde Nasa testen seit dem 17. Januar im Luftraum über Mecklenburg-Vorpommern neue, emissionsarme Bio-Kraftstoffe für die Luftfahrt, die auf Basis des aus der Familie der Kreuzblütengewächse stammenden Leindotter hergestellt werden. Mit dem Einsatz des alternativen Treibstoffs wird deutlich weniger Ruß freigesetzt. Die Forscher vermuten, dass damit auch die Anzahl der Eiskristalle in den Kondensstreifen reduziert werden könne – die Kondensstreifen würden sich deutlich schneller in Luft auflösen. Die Streifen bestehen aus vielen kleinen Eispartikeln, die sich durch Kondensation von Wasserdampf an den Rußpartikeln der Flugzeugabgase bilden. Länger bestehende Streifen stehen im Verdacht, zur Erderwärmung beizutragen.

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