Klimafreundliches Benzin aus Strom, Wasser und Abgasen: E-Fuels klingen wie die perfekte Alternative zu Elektroautos. Doch was genau sind diese Treibstoffe, wie werden sie hergestellt und wann können wir sie an der Tankstelle kaufen?
E-Fuels, Synfuels oder Elektrokraftstoffe sind künstliche Alternativen zu fossilem Benzin oder Diesel. Wie der Name schon erraten lässt, werden sie mit Strom hergestellt statt aus dem Boden gepumpt. Je nach Anwendungszweck können diese synthetischen Kraftstoffe mit den gleichen Eigenschaften wie Benzin, Kerosin oder anderen raffinierten Erdölprodukten hergestellt werden. Die Vorteile von E-Fuels liegen somit auf der Hand: Sie können bei der Lagerung, beim Transport bis hin zur Tankstelle die bestehende Infrastruktur nutzen wie herkömmliche Treibstoffe, in die gleichen Tanks gepumpt werden und die gleichen Verbrennungsmotoren antreiben. Allerdings verursachen sie weiterhin Abgase und Lärmemissionen.
Normales Motorenbenzin hat je nach Gemisch mehr als 150 unterschiedliche Bestandteile, welche sich aber grösstenteils nur aus zwei Elementen zusammensetzen: Wasserstoff und Kohlenstoff. Diese Elemente lassen sich vielfältig kombinieren und bilden auch die Grundlage für synthetische Kraftstoffe. Es existieren unterschiedliche Herstellungsprozesse, sie folgen im Wesentlichen aber dem gleichen Schema.
1. Wasserstoff mit Strom herstellen
Um die erste Zutat von E-Fuels zu gewinnen, braucht es nur Wasser und viel Strom. Mittels Elektrolyse wird Wasser in einem energieintensiven Prozess in seine Bestandteile zerlegt, man erhält Wasserstoff und als Nebenprodukt Sauerstoff, der aber in der Regel nicht weiter genutzt wird.
2. Kohlenstoff aus CO2 gewinnen
Die zweite Zutat stellt eine grössere Herausforderung dar. Kohlenstoff ist zwar reichlich in der Erde vorhanden, es soll aber nicht mehr davon in die Luft freigesetzt werden, als schon vorhanden ist. Bei der Verbrennung von E-Fuels wird nämlich der enthaltene Kohlenstoff als CO2 wieder freigesetzt. Die Lösung ist die CO2-Abscheidung – ein Prozess, bei dem das CO2 aus industriellen Abgasen oder sogar direkt aus der Umgebungsluft entnommen wird. Die dafür verwendeten CCU-Anlagen (englisch für Carbon Capture and Utilization) sind gross und benötigen für das Herausfiltern des CO2 auch viel Energie.
3. Wasserstoff mit Kohlenstoff verbinden
In einem chemischer Prozess verbinden sich anschliessend Wasserstoff und CO2. Das resultierende synthetische Gas kann dann in einem mehrstufigen Prozess weiterverarbeitet und raffiniert werden, um Produkte wie E-Benzin, E-Diesel oder E-Kerosin herzustellen.
Kraftstoffe wie E-Benzin haben vor allem einen grossen Vorteil gegenüber anderen erneuerbaren Energieträgern: Sie packen sehr viel Energie in wenig Volumen und wenig Gewicht. Betrachtet man beispielsweise die Flugindustrie, sind heutige Batterien 7-Mal zu gross und 20-Mal zu schwer, um ein Langstrecken-Passagierflugzeug elektrisch zu betreiben. Hier bieten E-Fuels eine sinnvolle Alternative zu fossilen Treibstoffen.
Auch im Elektroauto sind Batterien grösser und schwerer als Benzintanks, zudem müssen Millionen Autos mit Verbrennungsmotoren auf der Strasse langfristig ersetzt werden. Da stellt sich natürlich die Frage, ob es nicht sinnvoller wäre, den Kraftstoff statt die Autos zu ersetzen.
Das erste Problem dabei ist die Verfügbarkeit: Es gibt heute noch fast keine E-Fuels zum Kaufen. Die grösste Pilotanlage der Welt in Chile soll ab 2026 gut 550 Millionen Liter pro Jahr produzieren können zu deutlich höheren Kosten als fossiles Benzin oder Diesel, das entspricht aber nicht einmal 10% des Treibstoffverbrauchs der Schweiz, und weniger als 1% des Verbrauchs in Deutschland.
Eine noch grössere Herausforderung ist der Energiebedarf von E-Fuels: Bereits in ihrer Herstellung brauchen sie doppelt so viel Energie wie sie liefern, im Verbrennungsmotor gehen davon nochmals mehr als zwei Drittel verloren. Konkret heisst das, dass ein konventionelles Auto mit E-Fuels im besten Fall rund fünf Mal so viel Strom zum Fahren braucht wie ein Elektroauto.
Die Autoindustrie ist offenbar zum gleichen Schluss gekommen: Bis im Jahr 2035 wollen Stand Juli 2022 bereits drei Viertel der Automarken in Europa nur noch Elektroautos verkaufen. Addiert man die Flottenziele von allen Autoherstellern, sollen 84% aller verkauften Neuwagen in Europa bis dahin vollelektrisch unterwegs sein. Auch die restlichen Hersteller werden einen Grossteil ihrer Neufahrzeuge als E-Autos verkaufen.
Fazit: Wir müssen uns vom Erdöl trennen und E-Fuels werden dabei zweifellos eine wichtige Rolle spielen. Sie machen dort Sinn, wo keine bessere, effizientere Lösung existiert. Bei Personenwagen scheint das Thema schon erledigt zu sein: Bis E-Fuels in grossen Mengen erhältlich sind, will die Mehrheit der Autoindustrie aufgrund des massiv tieferen Energiebedarfs sowieso nur noch Elektroautos im Programm haben. Es bleibt offen, ob Elektrokraftstoffe im Schwerverkehr Fuss fassen können, da effizientere Antriebe unter dem Strich weniger Betriebskosten verursachen und die Treibstoffkosten im Güterverkehr einen hohen Anteil an den Betriebskosten haben.
E-Fuels werden jedoch im Schiffs- und Luftverkehr unersetzlich sein, falls dieser klimafreundlich durchgeführt werden soll. Ihr Einsatz im Strassenverkehr wird sich aber wahrscheinlich auf Oldtimer und Exoten beschränken.
Quelle: Energie Schweiz - Fahr mit dem Strom - Link zum Originalartikel