Klimaretter
Zum Preis einer Kugel Eis
Interview Gerhard Walter
Ein Liter synthetischer Kraft- oder Brennstoff kann für einen Euro klimaneutral hergestellt werden – so Experten von Siemens Corporate Technology. Wie geht das? Fragen an Dr. Alexander Tremel, der bei Siemens die Technologieentwicklung für strombasierte Kraft- und Brennstoffe vorantreibt.
Herr Tremel, über viele Jahre hieß es, synthetisch erzeugte Kraft- und Brennstoffe seien in der Herstellung zu teuer. Sie kommen jetzt zu einem ganz anderen Ergebnis. Danach sind E-Fuels langfristig für den Preis einer Kugel Eis pro Liter zu haben. Was ist da los?

Haben E-Fuels das Potenzial, das lang gesuchte Bindeglied zwischen Strom- und Kraftstoffsektor zu sein?

Wie müssen die Anlagen konzipiert sein, umgünstig zu produzieren?

Es gibt zwei Möglichkeiten, Anlagen für E-Fuels zu konzipieren. Einmal eher integriert in ein bestehendes Energiesystem wie in Deutschland. Hier wird die Anlagengröße beschränkt sein. Höhere Effizienz- und Kostenpotenziale bestehen, wenn eine große E-Fuels-Produktionsanlage mit einer großen Anlage für Photovoltaik oder Windkraft direkt verbunden wird. Das kann in der Wüste,
offshore auf dem Meer, direkt an der Küste oder onshore sein. Also in Regionen, wo sehr gute Bedingungen für regenerativ erzeugten Strom existieren.

Beispielsweise in Australien. Die haben einriesengroßes Hinterland für den Bau solcher Anlagen, und die Sonne scheint dort ohne Unterlass.

Genau. Australien ist ein schönes Beispiel, wo es sehr gute Solarbedingungen gibt und teilweise auch Wind- und Sonnenenergie gleichzeitig verfügbar sind. Gerade die gleichzeitige Verfügbarkeit beider Energieträger führt zu einer guten Auslastung der Anlage.

Wir können uns gut vorstellen, dass E-Fuels zu Kosten von ungefähr einem Euro pro Liter (Benzinäquivalent) in den nächsten fünf bis zehn Jahren hergestellt werden können. Die Voraussetzung dafür ist, dass die Haupttechnologie, die Elektrolyse, in großem Umfang eingesetzt wird –etwa in Anlagen in einer Größenordnung von mindestens 100 Megawatt. Der Herstellungspreis von einem Euro ist zwar etwas höher als der bei erdölbasierten Treibstoffen, aber im Vergleich mit Biokraftstoffen wirklich wettbewerbsfähig. Früher häufig genannte Preisvorstellungen von 4,50 Euro und mehr je Liter E-Fuels gehören eindeutig der Vergangenheit an.

Welche anderen Länder und Regionen kämen für eine kosteneffiziente
E-Fuels-Produktion infrage?

Da wäre der gesamte Sonnengürtel der Erde interessant. Das geht vom Mittleren Osten bis nach Mexiko, Chile und rüber nach Australien. Norwegen und Argentinien sind aufgrund der guten Windbedingungen ebenfalls geeignete Standorte für die E-Fuels-Produktion. Die Anzahl der Länder oder Standorte, die für die Produktion von E-Fuels infrage kommen, ist auf jeden Fall höher als die Anzahl ölexportierender Länder.

Dr. Alexander Tremel
ist Projektleiter im Technologiefeld
Energiesysteme bei der Siemens AG,
Corporate Technology. Er ist fachlich
verantwortlich für mittel- und langfristige Forschungs- und Entwicklungsthemen
im Bereich der Energieverfahrenstechnik, wie Power-to-X, hybride Energie-
umwandlung und -speicherung sowie
Simulation und Optimierung von
Energiesystemen. Tremel hat an der
TU München mit summa cum
laude am Institut für Energiesysteme
promoviert und 2018 das Buch
„Electricity-based Fuels“ über
strombasierte Kraft- und Brennstoffe
geschrieben.

Wie wichtig ist ein günstiger Strompreis für dieProduktion?

E-Fuels verbinden den Strom- mit dem Kraftstoffsektor: Es geht regenerativ erzeugter Strom in die Anlage rein, entscheidend für die Umwandlung ist die Hauptkomponente Elektrolyse, und hinten kommen synthetisch erzeugte flüssige Kraft- und Brennstoffe oder eingasförmiger Energieträger beziehungsweise Kraftstoff wie Wasserstoff raus. Strom-Chemie-Kraftstoff – das ist eine Verbindung, die technologisch passt. Zudem bietet sich durch die Produktion von E-Fuels eine Möglichkeit, Energiesysteme weltweit zu verknüpfen, denn der synthetisch erzeugte Kraftstoff lässt sich gut lagern und transportieren. Das ist eine Sektorkopplung, die über Ländergrenzen und über Kontinente hinausgeht.

Sehr wichtig. Strompreise von drei Cent pro Kilowattstunde und niedriger sind sehr gut. Solche Preise sorgen für günstige Produktionsbedingungen. Typischerweise tragen dann die guten Wetterbedingungen für eine gute Auslastung der Wind- oder Solaranlagen bei – also eine möglichst hohe Volllaststundenzahl der über das Jahr verfügbaren elektrischen Energie. Ungeeignet für die Produktion von E-Fuels ist beispielsweise nur die Nutzung negativer Strompreise,  etwa in Deutschland, die dann aber nur 100 oder 500 Stunden im Jahr verfügbar sind. Dadurch wäre die Anlagenauslastung zu gering. Erst, wenn hohe Auslastung und niedriger Strompreis zusammenkommen, ist ein Standort wirklich gut.

Wie könnte denn die Politik den Einsatz von klimaneutralen E-Fuels ganz konkret unterstützen?

Ganz konkret hat ja das Bundeswirtschaftsministerium 2018 die Reallabor-Initiative angekündigt mit dem Ziel, Power-to-X im industriellen Maßstab zu zeigen. Das ist der richtige Weg. Wir müssen hin zu einer Produktion unter echten industriellen Bedingungen in größeren Anlagen. Zudem sollte die Politik technologieneutral die Produktion von E-Fuels über regulatorische Vorgaben zur Kohlendioxid-Einsparung in Mobilität, Wärme und Industrie unterstützen und dies sehr schnell tun. Dazu gehört auch Hilfe gerade bei der Markteinführung. Die Technik funktioniert; was fehlt, sind die Industrialisierung und die Marktnachfrage.

Und wie gelingt eine sozialverträgliche Energiewende?  

Der Vorteil bei E-Fuels ist ja, dass dievorhandene Infrastruktur für flüssige und gasförmige Energieträger weitergenutzt werden kann. Und wer vorher Benzin oder Diesel getankt hat, kann auchohne große Umstellung oder den Kauf eines neuen, teuren Autos weiter mobilbleiben. Ich glaube, sobald man erklärt, was E-Fuels sind, wie sie hergestelltwerden, welche Vorteile sie haben, und die Technologie zunächst in kleinemMaßstab auf den Markt kommt, wird die Technologie verstanden und akzeptiert.