Ohne E-Fuels
keine Energiewende

Flüssige Kraftstoffe sind auf absehbare Zeit im Verkehrssektor ebenso unverzichtbar wie flüssige Brennstoffe im Wärmemarkt. Für den Durch­bruch bei Power-to-Liquid-Konzepten brauche es neben einer gezielten Technologieentwicklung vor allem verbind­liche gesetzliche Rahmen­bedingungen, lautet der Expertentenor.

egen allzu kühne Fantasien hilft meist nur die wissenschaftliche Analyse. So auch bei der Elektromobilität, die zwar den vordergründigen Vorzug hat, einen lokal emissionsfreien Verkehr zu ermöglichen; bei der aber allzu selten die Frage gestellt wird, woher der Strom eigentlich kommen soll und wie grün dieser ist. Und die überdies mit zunehmender Marktdurchdringung schnell an die Grenzen von Machbarkeit, Finanzierbarkeit und Effizienz stoßen könnte.
„Im Falle einer kompletten regenerativen Elektrifizierung des Straßenverkehrs und Wärmesektors müsste man den regenerativen Stromanteil selbst unter optimistischer Annahme aller Einsparpotenziale mindestens versieben­fachen, was allein schon aus Zeitgründen unrealistisch wäre. Hinzu kämen enorme Investitionen für Infrastrukturänderungen und erheblicher EU-weiter Abstimmungsbedarf“, heißt es in einem Gutachten aus dem Sommer 2017, das auch zwei Jahre nach Erscheinen nichts an seiner Aussagekraft und Aktualität eingebüßt hat. Verfasser des Gutachtens mit dem Titel „Fortschrittliche alternative flüssige Brenn- und Kraftstoffe: Für Klimaschutz im globalen Rohstoffwandel“ ist der ProcessNet-Arbeitsausschuss „Alternative flüssige und gasförmige Kraft- und Brennstoffe“. ProcessNet wiederum ist eine gemeinsame Initiative der
Dechema Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V. in Frankfurt am Main sowie der VDI-
Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen in Düsseldorf. Im besagten Arbeitsausschuss sitzen Wissenschaftler renommierter deutscher Hochschulen wie der RWTH Aachen oder des Karlsruher Instituts für Technologie – KIT ebenso wie Vertreter von Industrieunternehmen, Bioraffinerien oder der Automobilwirtschaft.



Radikale Kurskorrektur
Sie alle eint ein Ziel: Die klugen Köpfe möchten die begonnene Energiewende ökologisch wie ökonomisch vernünftig zum Erfolg bringen – und vor allem die ambitionierten nationalen wie internationalen Klimaschutzziele erreichen. Das geht aus ihrer Sicht jedoch nur mit einer radikalen Kurskorrektur. „Die Erreichung der Klimaschutzziele erfordert jetzt die Einführung effektiver Lösungen mit hoher Realisierungswahrscheinlichkeit und hohem Wirkbeitrag“, heißt es weiter in dem Papier. Große Stücke setzen die Verfasser dabei auf alternative Kraft- und Brennstoffe.
Thomas Willner, Professor für Verfahrenstechnik an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, kurz HAW Hamburg, leitet den Ausschuss und ist ein Mann klarer Worte: „Ohne die Einbindung fortschrittlicher flüssiger alternativer Kraft- und Brennstoffe wird die Energiewende bis 2050 nicht gelingen. Mit unseren Handlungsempfehlungen wollen wir dazu beitragen, die Herausforderungen des geforderten tiefgreifenden Wandels von fossilen zu nachhaltigen Ressourcen zu meistern.“
Der eingangs erwähnte prognostizierte Mehrbedarf an regenerativem Strom bei einer vollständigen Elektrifizierung des Straßenverkehrs und Wärmesektors ist nur eines der Argumente der Experten. „Einige Verkehrsbereiche wie Luftfahrt, Schifffahrt und Schwertransport mit Lkw lassen sich langfristig nur sehr schwer elektrifizieren“, nennt Willner einen weiteren Punkt.
„Der Bedarf an fortschrittlichen alternativen flüssigen Kraft- und Brennstoffen wird in den nächsten 30 Jahren aus Klimaschutzgründen dramatisch ansteigen.“
Prof. Dr.-Ing. Thomas Willner,
Leiter der Forschungsgruppe Verfahrenstechnik
an der HAW Hamburg
Lkw, Flugzeuge und Schiffe brauchen Flüssiges
Das Grundproblem elektrischer Antriebe: Batterien haben eine sehr viel niedrigere Energiedichte als Kraftstoffe und sind bei gleicher Energiemenge um ein Vielfaches schwerer. Verkehrsflugzeuge mit Batterieantrieb könnten sich beispielsweise nur wenige Minuten in der Luft halten – oder müssten so schwere Batterien an Bord nehmen, dass sie es zwar ein paar Minuten länger über den Wolken schaffen würden, aber dafür keinen Platz mehr für Besatzung, Passagiere oder Gepäck hätten. Willner: „Nach einschlägigen Studien ist trotz aller Bemühungen um Elektro-, Erdgas- oder Wasserstoffmobilität auf lange Sicht auch über das Jahr 2040 hinaus davon auszugehen, dass flüssige Kraftstoffe im Transportsektor eine dominierende Rolle spielen werden.“
Studien der Deutschen Energie-Agentur (dena) etwa gehen davon aus, dass 2030 der Anteil der Flüssigkraftstoffe am deutschen Gesamtverkehr noch bei mehr als 85 Prozent liegt. Das ist für den ProcessNet-­Arbeitskreis wenig überraschend. In seinem Papier heißt es: „Diese Ergebnisse sind angesichts der Langlebigkeit bestehender
Automobilflotten und des eher konservativen, preisbewussten Käuferverhaltens durchaus nachvollziehbar.“
Während bei der Stromerzeugung durch erneuerbare Energien deutliche CO2-Einsparungen erzielt werden konnten, sind die Emissionen im Verkehr seit 1990 praktisch gleich geblieben, vor allem weil der Güterverkehr auf den Straßen wächst und wächst. Noch gravierender sieht es beim Flugverkehr aus: Die Europäische Kommission prognostiziert, dass die Zahl der Flüge innerhalb Europas erheblich zunehmen wird und der CO2-Ausstoß bis 2040 sogar um ein Fünftel ansteigen könnte. Jede Einsparung durch effizientere Motoren wird durch die bloße Zunahme des Verkehrs also mehr als wettgemacht. Diese Lücke könnte durch klimaschonende flüssige Alternativen geschlossen werden. „Bei der Gewinnung und Anwendung alternativer Kraft- und Brennstoffe geht es um eine Vielzahl verfahrenstechnischer Schritte der Stoffaufbereitung und Stoffumwandlung in der gesamten Wertschöpfungskette vom Rohstoff zum Produkt. Wir betrachten bei unserer Arbeit dabei sowohl Kraft- als auch Brennstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe, organischer Abfallstoffe und Alternativen zu fossilen Ressourcen“, erklärt Wissenschaftler Willner.
Strukturen weiter nutzen
Für flüssige Kraft- und Brennstoffe sprechen zahlreiche weitere Argumente. Zum einen lassen sich diese im Vergleich mit gasförmigen Energieträgern sehr einfach bei Umgebungstemperatur und Atmosphärendruck handhaben, problemlos transportieren und lagern. Und noch entscheidender, vor allem mit Blick auf das stets begrenzte Kapital: Alternative Kraft- und Brennstoffe können mit der gesamten vorhandenen
Infrastruktur genutzt werden – von der Verarbeitung in der Raffinerie über den Transport bis hin zur Auslieferung an den Endverbraucher beispielsweise an der Tankstelle.
Die verstärkte Erforschung und Förderung alternativer flüssiger Kraft- und Brennstoffe hätte einen weiteren entscheidenden Vorteil: „Auch der Wärmemarkt könnte durch die Einführung CO2-neutraler Energieträger unmittelbar einen Beitrag zur Energiewende und zum Klimaschutz leisten“, sagt Willner. Voraussetzung dafür ist nach seiner Meinung auch eine verstärkte Unterstützung durch die Entscheidungsträger: „Die Politik ist aufgefordert, die FuE-Förderung in diesem Bereich zu intensivieren, um insbesondere dem erheblichen Bedarf an Flüssigkraftstoffen im Transportsektor in den nächsten Jahrzehnten gerecht zu werden.“