Was sind Future Fuels und wofür brauchen wir sie?

E-Fuels, Power-Fuels, Power to Liquid, Syn Fuels oder eben Future Fuels – viele Bezeichnungen, die alle im Grunde dasselbe meinen: Flüssige Energieträger, die auf Basis von erneuerbarem Strom und einer regenerativen Kohlenstoffquelle gewonnen werden. Sie haben das Zeug zum Klimaschutz beizutragen, denn sie sind nahezu treibhausgasneutral und geben heutigen Anwendungstechnologien vom Auto über das Flugzeug bis zur Ölheizung eine klimaneutrale Perspektive.

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Zahlreiche Experten und Studien sind sich einig: Die Klimaschutzziele sind nur mit CO2-neutralen flüssigen Kraft- und Brennstoffen erreichbar. Gemeint sind flüssige Energieträger, die auf Basis erneuerbarer Energien und Rohstoffe synthetisch erzeugt werden und, die langfristig fossile Kraft- und Brennstoffe ersetzen können.

Wesentlicher Faktor dabei ist erneuerbarer Strom: Weltweit gibt es riesiges Erzeugungs-Potenzial. Aber wie kommt der an sonnen- und windreichen Standorten günstig produzierte Strom dorthin, wo er in großen Mengen benötigt wird? E-Fuels machen das möglich, denn sie fungieren als „Stromspeicher“. Da sie flüssig sind, sind sie einfacher zu lagern und zu transportieren als Elektronen. Außerdem verfügen E-Fuels über eine vergleichbar hohe Energiedichte wie ihre fossilen Vorgänger.

Ein weiteres wesentliches Kriterium, das für E-Fuels spricht: Sie können die vorhandene Infrastruktur heutiger Mineralölprodukte nutzen und sind in heute verfügbarer Technik ohne aufwändige Umrüstungen anwendbar. Das erhöht die Akzeptanz bei den Verbrauchern und somit die Chance, dass Energiewende und Klimaschutz gelingen. Denn Klimaschutz wird möglich, ohne dass Anwendungstechniken und Infrastruktur kostenintensiv umgebaut oder erneuert werden müssen. Das kommt besonders im Verkehrssektor zum Tragen weil der Fahrzeugbestand mithilfe synthetischer Kraftstoffe seinen CO2-Austoss verringern kann. Und für Anwendungen wie in Flugverkehr oder Schifffahrt sind E-Fuels ohnehin nahezu alternativlos.

Was braucht man für die Herstellung von E-Fuels?

Flüssige Energieträger bestehen im Wesentlichen aus zwei Komponenten: Wasserstoff und Kohlenstoff.

Wasserstoff lässt sich per Elektrolyse aus Wasser gewinnen. Geschieht dies unter dem Einsatz von 100 Prozent Ökostrom, entsteht sogenannter „grüner“ Wasserstoff. Die Wasserstoff-Elektrolyse ist also der Schritt, bei dem der Strom („Power“) in den Herstellungsprozess kommt.

Um Kohlenstoff zu gewinnen, gibt es verschiedene Möglichkeiten: Einerseits kann CO2 aus Industrieabgasen gefiltert werden. Technisch ist es sogar möglich, das CO2 aus der Erdatmosphäre zu ziehen. Der im CO2 enthaltene Kohlenstoff wird dann in der E-Fuels-Produktion verwendet. Andererseits kommen auch biologische Kohlenstoffquellen in Frage. Dabei haben Forscher vor allem Rest- und Abfallstoffe wie Altspeisefett, Altholz oder Stroh im Auge. Aber auch speziell gezüchtete Algenarten bieten die Möglichkeit, Fuels-Komponenten zu gewinnen.

Von den einzelnen Elementen zur Kohlenwasserstoffkette

Damit der „grüne“ Wasserstoff aus der Elektrolyse und der regenerative Kohlenstoff aus CO2 oder Biomasse zu einem flüssigen Brennstoff werden können, müssen sie aneinandergebunden werden. Dazu eignen sich verschiedene Verfahren, beispielsweise Hydrierung oder Syntheseverfahren mit jeweils angepassten Weiterverarbeitungsprozessen.
Am Ende entsteht, je nach Verfahren, entweder ein Rohölersatz, der in der Raffinerie weiter zum finalen Produkt veredelt wird, oder ein fertiges Fuel, das dem fossilen Vorgänger beigemischt werden und ihn sukzessive ganz ersetzen kann.

Der Clou: Geschlossener Kohlenstoffkreislauf

Die Verbrennung flüssiger Kraft- und Brennstoffe verursacht hauptsächlich Wasser (H2O) und Kohlendioxid (CO2) – so auch bei E-Fuels. Wird eine vergleichbare Menge an CO2 aber im Entstehungsprozess der Brennstoffe eingebunden, entsteht ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf und damit weitgehende Treibhausgasneutralität: Kohlendioxid wird zum nachhaltigen Rohstoff.

 

2 Kommentare

  1. M. Hopf

    Schöne Geschichte aber wie sieht denn die Energiebilanz wirklich aus? Wieviel KWh muss ich denn aufwenden um wieder eine KWh in meine Heizung zu bekommen?
    Oder anders gefragt was kostet mich eine KWh aus dem Zaubertrank?

    Antworten
  2. Moritz Bleeker (IWO-Referent alternative Kraft- und Brennstoffe)

    Natürlich ist eine hohe Effizienz wünschenswert. Da jedoch Energieimporte in Deutschland aktuell und zukünftig ohnehin notwendig sind, müssen vor allem im Hinblick auf erneuerbare Quellen weitere Faktoren wie Transportier- und Speicherbarkeit berücksichtigt werden.

    Bei einem Gesamtwirkungsgrad von 50% benötigt man theoretisch 2 kWh elektrische (solare) Energie, um 1 kWh chemische Energie in die Heizung einspeisen zu können. Aufgrund der nahezu treibhausgasneutralen Erzeugung der benötigten elektrischen Energie entsteht jedoch trotz der Wirkungsgradverluste annähernd kein CO2, wodurch der reine Wirkungsgradvergleich an Bedeutung verliert.

    Aus heutiger Sicht können PtL-Produkte im Jahr 2050 zu Kosten zwischen 0,70 Euro je Liter bei optimalen Standortbedingungen und rund 1,30 Euro je Liter erzeugt werden. Damit wären die Produkte für Sie als Verbraucher je nach Anwendung gegenüber rein strombasierten Lösungen auch preislich wettbewerbsfähig.

    Antworten

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#eFuels - Brennstoff der Zukunft

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