text Sebastian Wolking
Weniger ist mehr – nach dieser Devise verschärft
die Politik auf nationaler und europäischer Ebene beständig ihre CO₂-Reduktionsziele. Ob diese wirklich erreicht werden, wird sich vor allem auf der Straße
entscheiden. Dass Elektroautos nicht die alleinige Lösung beim Erreichen der Klimaziele sind,
kristallisiert sich immer mehr heraus. Grüner Wasserstoff und E-Fuels könnten entscheidende
Teile der Lösung sein. Doch dafür müssen die Rahmenbedingungen stimmen.

Wie
E-Fuels
die
Energie-wende möglich machen

Mobilitätsbereich als Trigger
In der Politik stoßen die Vorschläge keineswegs auf taube Ohren. So brachte etwa die FDP-Fraktion im November 2019 ihren eigenen Zehn-Punkte-Plan in den Deutschen Bundestag ein. Der bezeichnende Titel des Dokuments: „Tempo in der Energiepolitik – Wasserstoff zum neuen Öl machen“. Darin forderten die Liberalen, den Ausbau einer Wasserstoff- und E-Fuels-Infrastruktur gleichberechtigt zum Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge voranzutreiben und grünen Wasserstoff als
erneuerbare Energie in das Gebäudeenergiegesetz aufzunehmen. Im April 2020 stimmte die Fraktion der Grünen in den Chor ein. „Grüner Wasserstoff ist in den verschiedensten Bereichen eine schlaue Lösung für Klimaschutz“, heißt es im Antrag. Auch die Regierungsfraktionen positionieren sich allmählich. Ende April erklärte ein Dutzend Unionsabgeordnete, dass Deutschland eine führende Rolle bei der Entwicklung einer grünen Wasserstoffwirtschaft einnehmen müsse und hierfür eine Importstrategie forcieren sollte. Führende Energiepolitiker der SPD-Bundestagsfraktion brachten im Mai im Hinblick auf die von der Bundesregierung geplante Nationale Wasserstoffstrategie den Einstieg in die Wasserstoffnutzung in Verbrennungsmotoren sowie neue rechtliche Instrumente wie progressive Beimischungsquoten für CO₂-neutralen Kraftstoff ins Spiel.
Die Initiative ergriffen haben in der Zwischenzeit die fünf Küstenländer Norddeutschlands. „Der Mobilitätsbereich kann als ein Trigger für die Marktfähigkeit und die Akzeptanz von grünem Wasserstoff fungieren“, heißt es in der Norddeutschen Wasserstoff-Strategie, die im Herbst 2019 von Hamburg, Bremen, Niedersachsen, Schleswig-Holstein und Mecklenburg-Vorpommern aufgesetzt wurde. Anwendungen für grünen Wasserstoff im Mobilitätsbereich sollten vorangetrieben, die Nachfragemengen an Wasserstoff deutlich gesteigert werden. Man könnte auch sagen: Alle warten auf den Startschuss aus Berlin. Doch der ist bislang nicht ertönt, passiert ist wenig. Die Bundesministerien sind sich über das Ziel, den Weg zu einer Wasserstoffwirtschaft zu beschreiten, schon lange einig. Lediglich über die Art und Weise gibt es noch Gesprächsbedarf. „Aufseiten des Wirtschaftsministeriums wurde erkannt, welche Bedeutung Wasserstoff für die Zukunft hat“, sagt Bräuninger. „Umgekehrt gibt es andere Ministerien, die bremsen.“
Die Europäische Union wiederum hat im März die „Allianz für sauberen Wasserstoff“ ins Leben gerufen – eine Industriestrategie, die Investitionsmöglichkeiten, regulatorische Hindernisse und Wegbereiter ausloten soll. Das Echo war positiv, wenngleich die Inhalte vage blieben. Sollte die Energiewende im Verkehrssektor tatsächlich in der Corona-Krise ihren Ursprung nehmen, dürften die Geschichtsschreiber später milder mit ihr umgehen. Aber bei warmen Worten wird es dann nicht bleiben dürfen.
Mit Power in die Zukunft:
E-Fuels sind laut der Prognos AG „für eine weitgehend treibhausgasneutrale Energieversorgung unverzichtbar“.
Win-win-Situation:
Die Bundesregierung plant „strategische Wasserstoffpartnerschaften" mit Staaten Westafrikas. Das würde grünen Strom vor Ort und E-Fuels für Europa bringen.
„Ganz sicher
ist, dass wir langfristig
Wasserstoff brauchen, um die Ziele der Energiewende zu erreichen.“

Michael Bräuninger,
Professor an der Helmut-Schmidt-
Universität Hamburg und Partner des
Instituts Economic
Trends Research
E-Fuels mit hohem Wirkungsgrad  
Politisch wird die Elektromobilität oftmals noch als Allheilmittel für die klimafreundliche Antriebswende angesehen. Doch die Zweifel daran, dass dadurch alleine der Schalter umgelegt werden kann, wachsen. Ihr Ausbau läuft nur schleppend an. Zwar wächst, massiv mit Steuergeldern bezuschusst, die Zahl der Elektroautos auf deutschen Straßen – und zuletzt stiegen die Zuschüsse Anfang Juni durch die Beschlüsse zum Konjunkturpaket noch einmal deutlich. Trotzdem beträgt ihr Anteil an den Pkw-Neuzulassungen noch immer nicht mehr als 1,8 Prozent. Über 90 Prozent der verkauften Fahrzeuge sind weiterhin Benziner und Diesel, der Rest fast ausschließlich Hybride. Und selbst wenn sich die Zahl zugelassener E-Autos in wenigen Jahren mehr als verzehnfachen würde, bilanzierte die Boston Consulting Group in einer Analyse, wären die Klimaschutzziele der Bundesregierung bis 2030 nicht zu erreichen. Schon jetzt ist absehbar, dass auch in zehn Jahren der überwiegende Teil aller Pkw in Deutschland einen Verbrennungsmotor unter der Haube haben wird. Für die Umwelt muss das nicht unbedingt ein Nachteil sein. Verbrenner, die durch grüne, strombasierte Kraftstoffe – E-Fuels – angetrieben werden, könnten die CO₂-Bilanz erheblich ins Plus fahren. „Flüssige erneuerbare Kraft- und Brennstoffe sind für eine weitgehend treibhausgasneu-trale Energieversorgung unverzichtbar“, schrieben das Forschungsinstitut Prognos AG, das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT sowie das Deutsche Biomasseforschungszentrum DBFZ schon im Jahr 2018 in einer Studie über die Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende. „Ganz sicher ist, dass wir langfristig Wasserstoff brauchen, oder Wasserstoff in weiterverarbeiteter Form, um die Ziele der Energiewende zu erreichen“, meint auch Michael Bräuninger, Professor an der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und
Partner des Instituts Economic Trends Research.
Wasserstoff lässt sich in Verbindung mit Kohlendioxid in E-Fuels verwandeln – in synthetisches Benzin oder synthetischen Diesel oder auch in synthetisches Gas. Das Prinzip nennt sich Power-to-X. Den Wasserstoff gewinnt man zuvor durch den chemischen Prozess der Elektrolyse aus regenerativem Strom. Nur dann kann man von grünem Wasserstoff sprechen, der zu einem flüssigen E-Fuel weiter „veredelt“ werden und so jeden Verbrennungsmotor rund um den Globus klimaneutral stellen kann. Einen Klimavorteil von Elektroautos gegenüber dem Verbrenner gibt es somit nicht. In Form von E-Fuels lässt sich Strom aus Wind- oder Solaranlagen speichern, über lange Distanzen transportieren und als Kraftstoff auf die Straße bringen – eine geradezu traumhafte Vorstellung für Umweltschützer wie auch für Mobilitätsstrategen. Zumal eine leistungsstarke Infrastruktur bereits für E-Fuels vorhanden ist. Während für E-Fahrzeuge Hunderttausende neue Ladesäulen montiert werden müssten, kann der grüne Sprit wie gewohnt an der Tankstelle gezapft werden. Überall in Deutschland entstehen derzeit Power-to-X-Versuchsanlagen, etwa am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Die KIT-Forscher glauben, dass sie mit ihrer Anlage Wirkungsgrade von rund 60 Prozent erreichen können. 60 Prozent des eingesetzten Ökostroms würden als chemische Energie im Kraftstoff gespeichert.
E-Fuels können nicht nur Autos, sondern sämtliche Fahrzeuge mit konventionellen Verbrennungsmotoren klimaneutral stellen. Im Flugverkehr kann synthetisches Kerosin, hergestellt im Power-to-X-Verfahren, zum Einsatz kommen. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt fanden kürzlich heraus, dass solches Kerosin bei der Verbrennung 30- bis 100-mal weniger Schadstoffe freisetzt als herkömmliches Kerosin. Selbst Gebäude können mit Power-to-X-Technik klimafester gemacht werden, indem man synthetische Brennstoffe den herkömmlichen Brennstoffen in immer größeren Mengen beimischt.
Internationale Koordination nötig
„Was das technologische Niveau der Power-to-Gas-Umwandlung anbelangt, steht Deutschland im internationalen Rahmen bedingt durch seine jahrzehntelange Forschung in diesem Bereich aktuell sehr gut da“, sagt André Wolf, Leiter des Forschungsbereichs Energie, Klima und Umwelt am Hamburgischen Weltwirtschaftsinstitut (HWWI). Der größte Konkurrent sei gegenwärtig Japan, das die Wasserstofferzeugung und Vertriebswege massiv mit staatlichen Mitteln fördere. Deutschlands Problem ist: Das Land verfügt über hervorragende Anlagenbauer, aber nur über wenig Sonne, Wind und freie Flächen. Die erneuerbare Energie, aus der der grüne Wasserstoff in großen Mengen entspringen soll, kommt optimalerweise aus anderen Gegenden des Globus. Die Bundesregierung hat vor allem die Staaten Westafrikas im Visier und „strategische Wasserstoffpartnerschaften“ angekündigt. In Nigeria oder Ghana könnten deutsche Firmen große Anlagen bauen; ein Teil des grünen Stroms würde als E-Fuels wieder zurück nach Europa transportiert, ein anderer in der Region selbst verteilt. Daneben halten Experten vor allem Nordafrika für
einen geeigneten Standort, aber auch Länder wie Kasachstan, die Mongolei, Australien oder Chile kämen infrage.
Durch Investitionen in unterschiedlichen Ländern könnte man die politischen Risiken, die zweifelsohne vielerorts bestehen, streuen und das, was Börsianer als „Klumpenrisiko“ bezeichnen, vermeiden. Bereits heute kommt ein Großteil unserer Energie aus dem Ausland. Künftig könnten noch mehr Länder an einem PtX-Weltmarkt als Anbieter partizipieren und das Angebot
dadurch diversifizieren. „Damit eine solche globale Arbeitsteilung funktionieren kann, ist zunächst allerdings noch ein erhebliches Maß an internationaler Koordination erforderlich“, meint HWWI-Experte Wolf. Wissenschaftler Bräuninger kann sich vorstellen, dass Russland in die Produktion von erneuerbarem Wasserstoff einsteigt, um sich damit neben Öl und Gas ein drittes Standbein aufzubauen. Für Russland aber gilt das Gleiche wie für private Investoren, auf die man in diesen Szenarien angewiesen ist: ohne Absatzmärkte in Europa keine Investitionen. Hier kommt die Politik ins Spiel.
„In den ersten Jahren ist eine gewisse Förderung notwendig“, sagt Bräu­ninger. Im Markthochlauf sind E-Fuels aber durchweg bezahlbar (siehe dazu auch den Bericht ab Seite 18). Die Voraussetzung: der politische Wille zur regulatorischen Anrechenbarkeit. Ideen, wie man den grünen Wasserstoff politisch voranbringen könnte, gibt es im Dutzend. Der Verband der Automobilindustrie (VDA) schlägt unter anderem eine vollständige Reduktion der Energiesteuer für Wasserstoff und E-Fuels vor, ein gezieltes Markteinführungsprogramm und eine verringerte EEG-Umlage für Betreiber von Power-to-X-Anlagen; der Mineralölwirtschaftsverband Deutschland (MWV) fordert eine Reduktion der Energiesteuer für Wasserstoff und E-Fuels auf das europäische Mindestmaß. Auch müsse die Erneuerbare-Energien-Richtlinie RED II der EU schnellstens in nationales Recht gegossen werden – einschließlich des Ziels, dass bis 2030 mindestens 23 Prozent der Kraftstoffe erneuerbar seien und einschließlich einer Mindestquote von 5 Prozent für E-Fuels. „Der Straßenverkehr sollte aufgrund der hohen Klimaambitionen ein Treiber der Wasserstoffwirtschaft werden“, so der VDA.
Auch die Power-to-X-Allianz wünscht sich mehr Tempo beim Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft und hat dafür einen Zehn-Punkte-Plan formuliert. Die Power-to-X-Allianz ist ein branchenübergreifendes Aktionsbündnis aus namhaften Unternehmen und Verbänden. Die Nutzung von PtX-Technologien müsse allen Anwendungsbereichen offenstehen und in allen Sektoren gleichrangig ermöglicht werden, lautet eine der Kernforderungen des Bündnisses. Problematisch seien außerdem die Mehrfachanrechnungen von Elektroautos, die es Automobilherstellern erlauben, die CO₂-Werte ihrer Flotte künstlich kleinzurechnen – sogar dann, wenn bei der Stromerzeugung für die E-Fahrzeuge reichlich Emissionen entstehen.

ie Vorhersage ist gewaltig. Um 5 Prozent könnten die globalen CO₂-Emissionen in diesem Jahr ersten Berechnungen zufolge fallen. Dies wäre der größte Rückgang seit Beginn der Aufzeichnungen. Die Corona-Pandemie als Klimaretter? Nicht ganz. Zum einen dürften die Emissionen rasch wieder ansteigen, sobald die Unternehmen ihre Aktivitäten allerorten wieder hochfahren – ein Rebound-Effekt droht. Und zum anderen wären in dieser Dekade sogar weit stärkere CO₂-Einsparungen von jährlich 7,6 Prozent notwendig. Nur dann, glauben Wissenschaftler, könne ein Temperaturanstieg von mehr als 1,5 Grad Celsius verhindert werden.
Eine Energiewende hin zu den Erneuerbaren ist unbedingt nötig, diese Schlussfolgerung haben auch viele Staatenlenker verinnerlicht. So will die EU bis 2050 keine Netto-Treibhausgasemissionen mehr freisetzen. Das sieht ihr „Green Deal“ vor. Umgesetzt werden muss die Energiewende auch auf den Landstraßen und Autobahnen. In der EU entfällt auf den Verkehrssektor immerhin ein Viertel aller Treibhausgasemissionen – und sie nehmen nach wie vor zu. Gerade in Deutschland sanken zwischen 1995 und 2018 die Kohlen­dioxidemissionen von Industrie, Landwirtschaft und Privathaushalten; im Straßenverkehr jedoch stiegen sie laut Umweltbundesamt um 3,8 Prozent an. Die deutlich gestiegene Verkehrsleistung und Deutschlands Lage als Transitland haben die Einsparungen aus effizienteren Fahrzeugen überkompensiert.

Quellen: VDA; IEA; WBCSD
„Die wirksamste
Maßnahme für
die Bestandsflotte
sind regenerative
Kraftstoffe wie
E-Fuels.“
Frau Müller, durch Corona kam die Automobilproduktion fast zum Erliegen. Wie ist die Lage der Branche?

INTERVIEW Gerhard Walter
„Synthetische Kraftstoffe
machen den Fahrzeug-
bestand klimaneutral“

Wir rechnen mit der schwersten wirtschaftlichen Rezession der Nachkriegsgeschichte. Die Lage am Arbeitsmarkt ist dramatisch. Auch die Pkw-Märkte sind eingebrochen: Im Mai schrumpften die Neuzulassungen in Deutschland um 50 Prozent, die Produktion um 66 Prozent, das Exportgeschäft verzeichnete einen Rückgang von 67 Prozent gegenüber dem Vorjahresmonat. Diese Zahlen verdeutlichen, dass wir einen raschen Weg aus dieser tiefen Krise finden müssen.

Anfang Juni hat die Politik ein umfangreiches Konjunkturpaket verabschiedet, das hauptsächlich Förderungen für die Elektromobilität vorsieht. Wie beurteilen Sie die Maßnahmen?

Neben den wirtschaftlichen Herausforderungen gilt es, ambitionierte Klimaschutzziele im Verkehrssektor zu erreichen. Wie soll dies gelingen?

Die EU plant ein Vorziehen und eine eventuelle Verschärfung innerhalb des Reviews der CO₂-Flottengrenzwertregulierung 2021. Welche Erkenntnisse zum Technologiehochlauf gibt es aufseiten der Automobilindustrie und welche Chancen und Risiken ergeben sich?

Wieso sollte die Einführung regenerativer Kraftstoffe wie E-Fuels gerade im Automobilsektor erfolgen?

Welche Vorteile verbinden Sie mit flüssigen synthetischen Kraftstoffen wie E-Fuels?

Wo könnten synthetische flüssige Kraftstoffe noch eingesetzt werden?

Stichwort Bezahlbarkeit. Welcher Preis ist mittelfristig für einen Liter E-Fuels – hergestellt in großen Anlagen an Orten mit großem Wind- und Sonnenstundenpotenzial – erzielbar?

Welche regulatorischen Rahmenbedingungen müssen sich ändern, um einen erfolgreichen Markteintritt von E-Fuels zu ermöglichen?

Die auf das zweite Halbjahr 2020 beschränkte Absenkung der Mehrwertsteuer sowie die Verdopplung des staatlichen Anteils am Umweltbonus für den Kauf von Elektroautos setzen positive Impulse und werden einen Beitrag leisten können, die derzeit sehr schwache Nachfrage am Automobilmarkt zumindest in Teilen wieder anzukurbeln. Die im VDA organisierten Hersteller wollen dies natürlich an die Kunden weitergeben. Ob diese Maßnahmen aber ausreichen, um wettbewerbsfähig zu bleiben und vor allem um Klimaschutz und Konjunktur zusammenzudenken, werden wir abwarten müssen. Aus unserer Sicht braucht es weiterhin einen Mix an Angeboten, der moderne und effiziente Verbrenner umfasst. Das Konjunkturpaket enthält weitere richtige und auch von uns geforderte Maßnahmen. Dazu gehören etwa die Senkung beziehungsweise Abfederung der Steigerung der EEG-Umlage, der Ausbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur und die Umsetzung der Nationalen Wasserstoffstrategie. Das Bonusprogramm zur Förderung von neuen Technologien, Verfahren und Anlagen setzt an einem wichtigen Punkt an, sollte aber vor dem Hintergrund der Größe der Aufgabe gerade bei der Transformation der mittelständischen Zuliefererindustrie richtig ausgestaltet werden.

Studien zeigen, dass die Klimaschutzziele für 2030 und 2050 nur mit einem Technologienmix erreicht werden können. Daher sollten alle relevanten Technologien durch geeignete Rahmenbedingungen rasch in den Markt gebracht werden. Konkret: schneller Hochlauf der Elektromobilität, ein beschleunigter Ausbau der Ladeinfrastruktur und Digitalisierung sowie der rasche Einstieg in die Technologie klimaneutraler Kraftstoffe. Wir investieren 50 Milliarden Euro in neue Antriebe und 25 Milliarden Euro in die Digitalisierung.

Es ist gut, dass die EU-Kommission den Weg zum Erreichen der Klimaschutzziele immer wieder prüfen und kritisch hinterfragen will. Das Vorziehen des Reviews der Flottenregulierung auf 2021 sehen wir jedoch sehr kritisch, da die dafür benötigten Erkenntnisse nicht rechtzeitig vorliegen werden. Dies betrifft vor allem die Erfolgsmessung des Hochlaufs der Elektromobilität. Die derzeitige Vorgabe, die für 2030 ein Minus von 37,5 Prozent der CO₂-Emissionen vorschreibt, ist für die Unternehmen äußerst ambitioniert.  Zudem müssen weitere Bedingungen erfüllt sein – Aufbau der Ladeinfrastruktur, Verfügbarkeit von Batterien, ausreichend regenerativer Strom. Auch die Kunden müssen mitziehen. Eine weitere, kurzfristige Verschärfung nimmt den Firmen die Planungsgrundlage. Wenn wir Klimaschutz ernst nehmen, müssen wir auch im Fahrzeugbestand ansetzen. Die wirksamste Maßnahme für die Bestandsflotte sind regenerative Kraftstoffe wie E-Fuels.

Der entscheidende Ansatzpunkt sind die Kraftstoffe: Mit der RED-II-Richtlinie haben wir ein Regelwerk, mit dem die Defossilisierung des Kraftstoffsektors durch ehrgeizige Quoten schnell begonnen werden kann. Weil hier bereits heute die CO₂Vermeidungskosten so hoch sind, dass sich die derzeit noch teuren regenerativen Kraftstoffe rechnen. Mit der Einbeziehung der Kraftstoffe werden deren Stückkosten deutlich fallen – und damit auch interessant für andere Branchen und Anwendungsmöglichkeiten.

Der entscheidende Vorteil ist, dass die bestehende Infrastruktur fast eins zu eins weitergenutzt werden kann – vom Transportschiff über Speicher, Pipelines und Tankstellen bis hin zu Kraftfahrzeugen. Dies ermöglicht, über die in Deutschland begrenzten regenera-tiven Quellen hinaus auch zusätzliche und wesentlich günstigere Quellen zu erschließen, zum Beispiel aus Wüstenregionen. Der wichtigste Punkt: Wir machen den Fahrzeugbestand – Pkw und Nutzfahrzeuge – klimaneutral.

Der große Vorteil flüssiger Energieträger ist ihre extrem hohe Energiedichte bei gleichzeitig einfachem Handling und schneller Betankung. Überall dort, wo es auf diese Kriterien ankommt, können synthetische Kraftstoffe in einer klimaneutralen Welt ihre Vorteile ausspielen. Dies gilt etwa für Landmaschinen wie Mähdrescher, die in der Saison rund um die Uhr im Einsatz sind, aber auch für schwere Lkw, die Strecken wie Hamburg–Lissabon fahren.

Die Energieagentur dena hat 2017 in einer großangelegten Untersuchung ein langfristiges Zielkostenniveau von 80 Cent bis 1,20 Euro pro Liter berechnet. Diese Größenordnung wurde von anderen unabhängigen Studien bestätigt. Um dieses Kostenniveau zu erreichen, muss man möglichst bald in die industrielle Produktion einsteigen.

Schnell und einfach umsetzbar ist eine ehrgeizige Quote zur Defossilisierung der Kraftstoffe im Rahmen der nationalen Umsetzung der RED-II-Richtlinie. Ein weiterer Punkt: Eine Befreiung klimaneutraler E-Fuels von der Energiesteuer würde einen erheblichen Hebel darstellen. Zudem schlagen wir ein PtX-Markteinführungsprogramm von fünf Gigawatt bis 2026 vor, damit der Bau der ersten Anlagen unterstützt wird. Wir begrüßen zudem die Untersuchung des Bundeswirtschaftsministeriums zur Entwicklung einer Methodik für die Anrechnung erneuerbarer Kraftstoffe in der CO₂-Flottenregulierung der Automobilindustrie.