E-Fuels: Nicht-fossiles Benzin für nachhaltige Geschäftsmodelle

TEXT: Dr. Michael W. Preikschas

Flugreisen sind wieder In! Statistiken zeigen, dass in 2022 ähnlich viele Menschen beispielsweise nach Mallorca gereist sind, wie dies vor der Pandemie der Fall war. Allerdings muss die Branche in Bezug auf die Transportmittel umdenken. Bis 2050 ist die Luftfahrtindustrie verpflichtet netto keine Emissionen zu verursachen. Ein Lösungsansatz könnten die sogenannten SAF (Sustainable Aviation Fuels) sein. Dabei handelt es sich um Kerosin, dessen Kohlenstoffatome aus Biomasse oder der Atmosphäre entnommen werden. Treibstoffe müssen also zusätzlich bearbeitet werden und könnten in Zukunft um ein vielfaches teurer angeboten werden. Eine Problematik, die alle traditionellen Verbrennungsmotoren betrifft.

Das Ende von neuen Automobilen mit Verbrennungsmotor ist heute eine harte wirtschaftliche Realität, noch bevor eine verbindliche Verordnung der Europäischen Union umgesetzt wurde. Der Marktanteil batterieelektrischer Personenkraftwagen in der EU stieg von 2 % im Jahr 2019 auf 10 % im Jahr 2021. Plug-in-Hybridfahrzeuge machen weitere 9 % aus. Drei Viertel aller in Europa tätigen Herstellermarken haben bereits öffentlich und freiwillig ihre Absicht bekundet, bis 2035 100 % ihrer Neuwagen als vollelektrische Fahrzeuge zu verkaufen. Zählt man alle Herstellerankündigungen zusammen, einschließlich halbherziger Ankündigungen wie die von BMW, bis 2035 mehr als 50 % vollelektrisch zu fahren, so wird der erwartete Anteil batterie- und brennstoffzellen-betriebener Elektroautos in der EU bis 2030 bei 55 % und bis 2035 bei 84 % liegen.

Der “grüne Druck” ausgehend von der drohenden Klimakatastrophe und dem mündigen Bürger, haben zu einem Umdenken in der Politik geführt. Allerdings nicht ohne eine Hintertür. Im Juni 2022 beschloss die Europäische Kommission, den Verbrennungsmotoren ein mögliches Überleben zu gewährleisten. Alternative Kraftstoffe sollen der Schlüssel sein:

“Nach der Konsultation der Interessengruppen wird die Kommission einen Vorschlag für die Zulassung von Fahrzeugen nach 2035 vorlegen, die ausschließlich mit CO2-neutralen Kraftstoffen betrieben werden, die mit dem EU-Recht in Einklang stehen, nicht in den Anwendungsbereich der Flottenstandards fallen und mit dem Ziel der Klimaneutralität der Union vereinbar sind. Die Kommission sollte auch erwägen, einen Vorschlag darüber vorzulegen, wie andere nachhaltige Kraftstoffe und Technologien zur Dekarbonisierung des Straßenverkehrssektors nach 2035 beitragen können.”

Zur Herstellung von alternativen Kraftstoffen (E-Fuels) wird Strom, vorzugsweise aus erneuerbaren Energien, verwendet, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der Wasserstoff wird dann mit Kohlendioxid kombiniert, um Drop-in-Kohlenwasserstoffe wie Diesel, Gas (Methan) oder Flugzeugtreibstoff herzustellen. E-Fuels können zwar sehr kohlenstoffarm sein, wenn sie aus neuer, zusätzlicher erneuerbarer Elektrizität hergestellt werden, aber sie können nicht gleichzeitig auch noch kostengünstig sein.

Das Verfahren zur Herstellung von E-Fuels ist von Natur aus ineffizient, da bestenfalls die Hälfte der Energie des Stroms in flüssige oder gasförmige Kraftstoffe umgewandelt wird. Auch wenn die Kosten für Wind- und Solarstrom im Laufe der Zeit sinken, kostet der Strom immer noch etwas, und diese Kosten werden durch die geringe Ausbeute bei der Herstellung von E-Treibstoffen noch erheblich erhöht. Auch die Ausrüstung ist nicht billig — die Elektrolyseure, die zur Aufspaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff verwendet werden, sind bekanntermaßen teuer.

Zur Betrachtung der Kosten von E-Fuels gibt es unterschiedliche Aussagen. Die Firma Bosch geht bis 2030 von einem möglichen Preis von 1,20 € je Liter Kraftstoff aus. Bezogen auf die Menge an benötigtem Wasserstoff gehen andere Quellen von 3 bis 4 € je Liter aus.

Nicht fossiles Benzin kann durch verschiedene Prozesse hergestellt werden. Dabei sind vor allem die Biomasseverfahren durch die Verfügbarkeit der Rohstoffe limitiert. Am wenigsten gilt dies für die Biomasse-to-Liquid Verfahren. Dabei werden lignozellulosehaltige Nebenprodukte und Abfälle aus Land- und Forstwirtschaft genutzt.

Bei vielen Prozessen steht die alternative Benzin- oder Kerosinproduktion allerdings im direkten Wettbewerb zur Nahrungs- und Futtermittelprodukten. Zuckerbausteine — beispielsweise auf Zuckerrüben- oder Maisbasis- dienen bei dem Verfahren Alcohol-to-Jet als Grundgerüst für die alternativen Treibstoffe.

Bleiben die strombasierten Verfahren. Dabei wird regenerativ erzeugter Strom in Wasserstoff (über Elektrolyseverfahren) umgewandelt, um dann in Verbindung mit Kohlenstoff aus der Luft (Carbon Capture) zu Brennstoffen vereint zu werden.

Viele Unternehmen suchen nach wirksamen Methoden, um wettbewerbsfähig zu bleiben und/oder die eigene Effizienz zu verbessern. Dabei sollten dann möglichst die Grundsätze der nachhaltigen Entwicklung Beachtung finden. Im Falle der Energieunternehmen ist ein wichtiger Faktor für die strategische Neuausrichtung die sogenannte Green-Deal-Politik der Europäischen Union. Ob dies langfristig allerdings den Fortbestand des Unternehmens sichert bleibt abzuwarten.

Innovatoren erreichen mehr Umsatz und Gewinn, neue Kunden und Märkte. Trends früh erkennen, daraus Bedürfnisse richtig und rechtzeitig ableiten, neue Lösungen zum Erfolg entwickeln — das ist ihr Geschäft. Sie arbeiten intern im Netzwerk und extern mit Partnern. Marketing und Vertrieb sind früh eingebunden. Innovationen beginnen mit Ideen und gelingen durch strukturiertes Management.

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