Strombasierte Energieträger können in 2050 ein Viertel des weltweiten Energiebedarfs decken

Strombasierte Energieträger wie grüner Wasserstoff oder E-Fuels könnten bis 2050 rund ein Viertel des weltweiten Energiebedarfs decken und bis zu 140 Mrd. Tonnen CO2 einsparen. Das besagt eine aktuelle Studie der finnischen LUT-Universität. Eine Voraussetzung: Der politische Rahmen für eine erneuerbare Wasserstoffwirtschaft müsse umgehend geschaffen werden – auch um die nötigen Investitionen jetzt in diese Richtung zu lenken.

Die Studie „Powerfuels in a Renewable Energy World“, die im Auftrag der Global Alliance Powerfuels erstellt wurde, basiert auf der Annahme, dass sich in 2050 das weltweite Energiesystem vollständig aus regenerativen Quellen speist. Powerfuels – gemeint sind damit grüner Wasserstoff und dessen Folgeprodukte wie E-Fuels und synthetisches Methan oder Ammoniak – könnten dann mit 43.200 Terrawattstunden (TWh) 28 Prozent des weltweiten Energiebedarfs decken. Knapp die Hälfte davon käme im Verkehrssektor zum Einsatz, 15.000 TWh in der chemischen Industrie, 5.000 TWh im Wärmesektor.

Powerfuels seien aus Sicht der finnischen Wissenschaftler entscheidend, um vor allem die Sektoren zu defossilisieren, in denen eine vollständige Elektrifizierung schwierig bleibt – etwa in der Luft- und Schifffahrt sowie in bestimmten Industrieprozessen. Aber auch in Bereichen mit hohem Elektrifizierungsgrad werde man die strombasierten Energieträger brauchen, da es auch nach 2050 weiterhin zahlreiche Anwendungstechnologien geben werde, die auf einen flüssigen oder gasförmigen Energieträger angewiesen sind.

Zum Vergleich: Die europäische Mineralölwirtschaft sieht ebenfalls ein sehr großes Potenzial in synthetischen Kraftstoffen, die aber durch fortschrittliche Biofuels ergänzt werden sollten. In dem Strategiepapier „Clean Fuels for All“, das der Industrieverband Fuels Europe im Sommer 2020 vorgelegt hat, stellt die europäische Mineralölindustrie in Aussicht, bis 2050 je nach Szenario und Technologiekostenentwicklung etwa 90 bis 150 Mio. Tonnen (das entspricht circa 1.140 bis 1.900 TWh) alternative Kraftstoffe pro Jahr für den europäischen Verkehrssektor produzieren zu können. Damit könnten bis zu 100 Millionen Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr eingespart werden. Darüber hinaus würden zusätzliche Importe von E-Fuels oder entsprechender Zwischenprodukte aus Regionen außerhalb Europas eine wichtige Rolle spielen.

Hohe CO2-Einsparung durch Einsatz strombasierter Energieträger möglich

Insgesamt habe der Einsatz strombasierter Energieträger laut der aktuellen Powerfuels-Studie das Potenzial, bis 2050 weltweit 140 Mrd. Tonnen CO2 einzusparen gegenüber einem Szenario in dem weiterhin fossile Fuels zum Einsatz kommen. Für die Herstellung der Powerfuels werde zudem CO2 als Rohstoff benötigt – 6.000 Megatonnen pro Jahr kalkulieren die Studienersteller. Das soll in erster Linie durch Direct Air Capturing (DAC), also die Direktabscheidung aus der Luft gewonnen werden.

Globaler Handel senkt die Kosten für strombasierte Energieträger

Da E-Fuels und Co. aus Sicht der finnischen Studienautoren zu einem weltweit gehandelten Gut würden, ließen sich die Kosten um bis zu 30 Prozent gegenüber einem nationalen Selbstversorgungs-Szenario reduzieren. Europa könnte beispielsweise von Importen aus Südamerika, Afrika sowie dem Nahen und Mittleren Osten profitieren. Für 2050 beziffern die Studienersteller die Kosten für eine Megawattstunde Powerfuel mit 45 bis 75 Euro – das entspricht einer Größenordnung von 45 bis 75 Cent pro Liter synthetisch hergestelltem Heizöl oder Diesel.

Dieses Preisszenario ist sehr optimistisch. Zum Vergleich: In der Studie „Status und Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende“ im Auftrag der deutschen Mineralölverbände kam Prognos 2018 zu dem Ergebnis, dass Power-to-Liquid-Produkte im Jahr 2050 zu Kosten zwischen 70 Cent je Liter (bei optimalen Standortbedingungen) und rund 1,30 Euro je Liter erzeugt werden könnten.

Nötige Investitionen heute umlenken

Die Transformation von fossiler Energieerzeugung hin zu strombasierten Energieträgern erfordert nach den Berechnungen der LUT-Universität bis 2050 Investitionen in Höhe von 18 Billionen Euro. Das entspreche in etwa der Größenordnung der für den gleichen Zeitraum geplanten Ausgaben für die Erdölförderung. Daher bewerten die Wissenschaftler die nötigen Investitionen für die Umstellung auf ein vollständig erneuerbares Energiesystem als angemessen und möglich. Gefordert seien hier die international agierenden Ölkonzerne, die ihren Beitrag zur Entstehung eines globalen Powerfuels-Marktes leisten sollten.

In der Studie wird aber auch betont, dass es unbedingt globale Standards und Nachhaltigkeitskriterien braucht, damit ein weltweiter Markt für Powerfuels überhaupt entstehen kann. Denn das seien die notwendigen Voraussetzungen zur Finanzierung entsprechender Projekte und für den Handel an internationalen Finanzmärkten.

Powerfuel-Strategien statt Wasserstoff-Strategien

Die Studienergebnisse lassen sich gut mit der nationalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung übereinbringen. Und auch die europäische Wasserstoffstrategie zielt in eine ähnliche Richtung.

Die Studienersteller weisen allerdings darauf hin, dass es nicht ausreicht, sich auf nationaler und internationaler Ebene allein auf Wasserstoff zu fokussieren. Um alle Powerfuels als risiko- und kostenarme Option 2050 in einem komplett erneuerbaren Energiesystem nutzen zu können, müsse die Marktentwicklung sofort beginnen. Dazu müssten in der Gestaltung von nationalen und internationalen politischen Rahmenbedingungen ausdrücklich auch die Folgeprodukte von grünem Wasserstoff berücksichtigt werden.

Fuels Europe argumentierte mit „Clean Fuels For All“ im Sommer 2020 in eine ähnliche Richtung: Je breiter die Einsatzmöglichkeiten für CO2-arme flüssige Kraftstoffe, desto schneller lassen sich auch substanzielle Mengen europaweit anbieten. Zur schnellen Schaffung eines entsprechenden Marktes bietet sich aus Sicht der Mineralölwirtschaft vor allem der Straßenverkehr an. Von einem Hochlauf in diesem Sektor würden im zweiten Schritt dann auch andere Anwendungsbereiche wie Luft- und Schifffahrt profitieren – vorausgesetzt, es werden belastbare globale Abkommen geschlossen, um Wettbewerbsnachteile für europäische Unternehmen zu verhindern.