Osnabrück Forscher: Es gibt genug Energie für E-Fuels – wir nutzen sie nur nicht
Sind synthetische Kraftstoffe eine Option für den Verkehr der Zukunft – oder nur ein Deckmäntelchen für Verbrenner-Fans? Der Karlsruher Forscher Olaf Toedter sieht großes Potenzial in E-Fuels.
Wer vom Verbrenner-Aus spricht, darf über E-Fuels nicht schweigen – so zumindest sieht die deutsche Marschrichtung in der europäischen Verkehrspolitik aus. Die synthetischen Kraftstoffe sind wegen ihrer energieintensiven Herstellung allerdings recht umstritten. Zu Unrecht, findet der Wissenschaftler Olaf Toedter, der am Karlsruher Institut für Technologie die Gruppe „CO₂-neutrale und emissionsarme Verbrennung“ leitet.
Frage: Herr Toedter, in der Debatte um das Verbrenner-Aus wird immer wieder auf E-Fuels verwiesen, denen von einigen Seiten eine große Rolle für den Verkehr der Zukunft zugeschrieben wird. Wie groß ist das Potenzial denn tatsächlich?
Antwort: E-Fuels sind ja nur eine Teilmenge der Kraftstoffe aus regenerativen Quellen. Sie haben aber das Potenzial, wirklich alle Kraftstoffe zu ersetzen. Die globale Verfügbarkeit von Energien aus erneuerbaren Quellen ist ja ein Vielfaches dessen, was wir energetisch verbrauchen. Es ist also nicht die Verfügbarkeit von Energien das Begrenzende, sondern die Speicherung und der Transport. Und die Möglichkeit, Energie in Form von Kohlenwasserstoffen zu speichern – wir sprechen da von reFuels, „re“ für regenerativ – erlaubt es uns heute schon, Treibhausgas-Emissionen signifikant zu reduzieren; dadurch, dass wir heute genutzte fossile Quellen durch Quellen regenerativen Ursprungs ersetzen.
Frage: Was die eigentlichen E-Fuels, also die mit Strom erzeugten Kraftstoffe betrifft, heißt es aber doch, dass die Herstellung deutlich mehr Energie verbraucht, als der Kraftstoff am Ende an Antriebsenergie leistet?
Antwort: Es stellt sich die Frage des Systemrahmens. Wenn Sie die Kraftstoffe nur für sich betrachten, dann brauchen Sie, wenn Sie eine Wasserstoffelektrolyse zugrunde legen, tatsächlich viel Energie. Das ist aber, wenn man andere Kraftstoffe aus regenerativen Quellen betrachtet, ein unfairer Vergleich. In windreichen Regionen, beispielsweise Patagonien, weht der Wind immer, ob wir ihn nun nutzen oder nicht – wir nutzen aber stattdessen heute fossile Quellen. Und wenn wir öl-, gas- oder kohlebasierte Energie nutzen, bedeutet das ja, dass wir Kohlenstoff aus der Erde holen und oxidiert freisetzen, also zusätzlich CO₂ emittieren. Wenn wir stattdessen CO₂ aufnehmen und mit den zur Verfügung stehenden Energien binden, dann haben wir zwar die gleichen Emissionen, aber in einem Kreislaufprozess.
Frage: Damit E-Fuels als Ersatz für fossilen Sprit im Verkehr eine signifikante Rolle spielen können, würden enorme Mengen benötigt. Wie viel ließe sich überhaupt realistisch produzieren?
Antwort: Von der technischen Seite sehe ich keine Grenze, die sich nicht lösen ließe. Ökonomisch und ökologisch betrachtet wird es darauf hinauslaufen, dass wir Antriebsformen an der Stelle einsetzen, wo sie am sinnvollsten sind. Um es an Extrembeispielen festzumachen: Wenn ich einen Langstrecken-Lkw nehme, der problemlos 1000 Kilometer am Tag macht, für den ist ein kohlenwasserstoffbasierter Antrieb eigentlich unabdingbar. Eine Paketzustellung, bei der der Zusteller täglich innerstädtisch kurze Strecken zurücklegt und es auf nur 100 Kilometer bringt, kann ich problemlos elektrisieren. Es gibt ganz unterschiedliche Anwendungsfälle, die meisten liegen irgendwo zwischen diesen Extremen. Wenn wir es der Marktwirtschaft überlassen, werden sich die jeweils passendsten Technologien auch durchsetzen.
Frage: Stichwort Marktwirtschaft: Wird es denn möglich sein, solche Fuels zu einem bezahlbaren Preis anzubieten?
Antwort: Mittelfristig werden wir in einer Preisregion ähnlich der heutigen Kraftstoffe landen. Die Preise für reFuels werden im Wesentlichen durch die Investitionskosten, die Energiekosten und die Verfügbarkeit von Energie bestimmt. Wenn ich das hier im windschwachen Baden-Württemberg machen würde, hätte ich höhere Kosten sowohl bei der Versorgung aus Wind- und Solarenergie als auch durch geringere Betriebsverfügbarkeit und Anlagennutzungsdauer für die Elektrolyse und Kraftstoffsynthese. An anderen Standorten dieser Welt, hier sei nochmal Patagonien erwähnt, erzeuge ich dagegen mit einem Windrad um Faktoren mehr Energie als mit mehreren Windrädern hier. Diesen Unterschied kann und muss ich nutzen. Und wenn ich an derartigen Gunststandorten Kraftstoff synthetisiere, bekomme ich ein Produkt, das sich kommerziell lohnt und sich weltweit transportieren lässt.
Frage: Aber müsste man in wind- und sonnenreichen Weltregionen, die ihren Energiebedarf bislang aus fossilen Quellen decken, dieses Potenzial an erneuerbarer Energie nicht eher dafür nutzen, erstmal die Energiewende vor Ort voranzubringen, statt damit in großem Stil E-Fuels für Europa herzustellen?
Antwort: Absolut d‘accord. Wenn entsprechende Länder die erneuerbare Energie zunächst für sich selbst brauchen, dann muss das Vorrang haben, gar keine Frage. Allerdings: Die Regionen, in denen Wind und Sonne am ertragreichsten sind, haben zugleich eine sehr geringe Bevölkerungsdichte. Aber ich glaube nicht, dass das eine das andere ausschließt – es kann auch eine Win-win-Situation sein. Sie können neue Technologien schneller skalieren, wenn es für beteiligte Unternehmen einen Business Case gibt – warum also keinen solchen schaffen? Das würde auch eine Subventionierung überflüssig machen.
Frage: Allerdings gibt es Verkehrsmittel, die sich nicht rein elektrifizieren lassen, Schiffe und Flugzeuge. Müssten die, solange E-Fuels nicht in rauen Mengen verfügbar sind, nicht Vorrang vor Autos haben?
Antwort: Betrachten wir es aus unternehmerischer Sicht: Es ist heute so, dass die Zahlungsbereitschaft auf der Straße signifikant höher ist als im Flug- und Schiffsverkehrsbereich. Und es ist ferner so, dass, wenn man beim Synthetisieren von Kraftstoffen als Kohlenwasserstoffe hocheffizient vorgeht, nie nur eine Kraftstoffart synthetisiert, sondern eine ganze Bandbreite an Produkten. Nur wenn ich alle diese Produkte verkaufen kann und auch für alle die erzielte Treibhausgasreduktion einpreisen kann, wird sich der Preis für alle entsprechend bilden. Ansonsten werden Einzelprodukte die Kosten der sogenannten Koppelprodukte tragen müssen – was zu Preisen führt, die niemand zahlen will. Man muss es also im Verbund sehen; die Betrachtung nur einzelner Segmente wird den Hochlauf eher hemmen. Anstelle einer Mangelverwaltung muss man einen Markt erzeugen, der nach allen Produkten fragt – dann unterstütze ich den Hochlauf generell und dann lassen sich auch die Segmente mitnehmen, bei denen die Zahlungsbereitschaft nicht so groß ist.
Frage: Dafür müsste dann ein komplett neuer Industriezweig entstehen …
Antwort: Die Technologie existiert ja und hat in Kleinanlagen ihre Reife bewiesen, jetzt geht es um die nächsten Skalierungsschritte. Neben großen Raffinerien gibt es auch ergänzend die Möglichkeit, mit dezentralen Anlagen gezielt dort zu produzieren, wo es eine entsprechende Verfügbarkeit von erneuerbarer Energie oder CO₂ gibt, das ich binden möchte.
Frage: Wie sieht es denn mit der Akzeptanz aus? Haben Sie den Eindruck, dass besonders viele Menschen mit dem Begriff reFuels etwas anfangen können?
Antwort: Die Kraftstoffthematik hat ja eine gewisse Komplexität, mit der wir uns bisher bei der energetischen Versorgung nicht auseinandergesetzt haben. Bis vor wenigen Jahren kam sozusagen der Strom aus der Steckdose und der Sprit aus der Zapfsäule. Heute wissen wir, dass das Thema deutlich komplexer ist, und es ist notwendig, beim Verbraucher Verständnis dafür zu schaffen. Ein Beispiel, wo die Kommunikation nicht gut gelaufen ist, war die E10-Einführung. Da gab es viel Unsicherheit und Verwirrung: Darf ich das nun tanken oder nicht? Wir brauchen da Aufklärungsarbeit und müssen die Ansprechpartner schulen, nicht nur an den Tankstellen, auch an den Autohäusern: Wann lohnt sich für wen welche Antriebsform? Welche Vor- und Nachteile hat sie? Das müssen wir kommunizieren; und letztlich ist es zwar komplex, aber nicht kompliziert.
Frage: Die Politik hat das Verbrenner-Aus 2035 auf den Weg gebracht, die Debatte um E-Fuels stellt diese Zielmarke wieder infrage. Können sie denn mehr sein als nur eine Ergänzung zur E-Mobilität – oder diese vielleicht gar abwürgen?
Antwort: Es muss ein Sowohl-als-auch geben. Der Beschluss der EU-Kommission ist, ab 2035 nur noch treibhausgasneutrale Fahrzeuge in den Markt zu bringen. Das ist auch richtig so, aber man muss es im System betrachten. Das heißt: Man darf nicht nur die Emission am Auspuff für sich allein betrachten, sondern muss überlegen, ob der Kraftstoff in seiner Herstellung nicht bereits dieses CO₂ aufgenommen hat – dann wäre der Emissionswert unterm Strich null. Das ist einer der wenigen Wege, das Ziel der klimaneutralen Mobilität bis 2050 zu erreichen. Auf dieser Zeitachse haben wir keine andere Chance, als jeden, wirklich jeden Lösungsweg zu nutzen. Ein Flottenwechsel dauert viel zu lange, als dass wir es allein auf diesem Weg schaffen können.
