E-Fuels?

Als E-Fuels bezeichnet man synthetisch erzeugte, flüssige Kraftstoffe, die mit Strom, sowie Wasser und CO2 hergestellt werden. Sie können klimaneutral produziert werden, wenn bei der Herstellung neben CO2 aus der Atmosphäre ausschließlich erneuerbare Energie eingesetzt werden. E-Fuels könnten somit heutige konventionelle Kraftstoffe langfristig ersetzen, den klimaschädlichen CO2-Ausstoß reduzieren und so einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz leisten - allerdings nur, wenn die eingesetzte erneuerbare Energie nicht gleichzeitig an anderer Stelle fehlt.

"Unter E-Fuels, manchmal auch electro-fuels, versteht man synthetische Kohlenwasserstoffe oder auch Alkohole wie etwa Methanol, die mithilfe von elektrischer Energie aus Kohlendioxid und Wasser hergestellt werden. Da elektrische Energie, also vereinfacht "Strom", angewandt wird, um aus den energiearmen Ausgangsstoffen Kohlendioxid und Wasser energiereiche Kraftstoffe zu machen, nennt man E-Fuels auch strombasierte Kraftstoffe“, sagt Roland Dittmeyer, Leiter des Instituts für Mikroverfahrenstechnik am Karlsruher Institut für Technologie.

Herstellung von E-Fuels

"Bei der Herstellung von E-Fuels wird im Prinzip im ersten Schritt flüssiges Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Wasserstoff ist ein energiereiches Molekül, das im Anschluss mit Kohlendioxid in einen synthetischen Kraftstoff umgewandelt werden kann. Je nachdem, welchen E-Fuel man herstellen möchte, gibt es Unterschiede im Verfahren. Methanol zum Beispiel kann man an einem geeigneten Katalysator direkt aus Wasserstoff und Kohlendioxid herstellen. Man bekommt eine Mischung aus Methanol und Wasser, aus der man durch Destillation das reine Methanol gewinnen kann. Kerosin, Diesel oder Benzin kann man dann in weiteren Schritten entweder über die sogenannte Fischer-Tropsch-Synthese oder aus Methanol herstellen,“ so Dittmeyer.

Für diese Elektrolyse wird Strom benötigt, er kann aus Wasserkraftanlagen und von Wind- oder Solaranlagen gewonnen werden. Idealerweise kommt dabei überschüssiger, regenerativer Strom zum Einsatz, der sonst nicht vom Netz aufgenommen werden könnte.

Einsatzbereich?

E-Fuels können in Form von Gas, Benzin, Diesel oder Kerosin für den Antrieb von Fahrzeugen, Schiffen und Flugzeugen verwendet werden. Vor allem in Bereichen, in denen Elektromotoren aus Gründen des Gewichts oder einer noch zu geringen Reichweite keine Alternative darstellen, haben sie große Bedeutung. E-Fuels können herkömmlichen Kraftstoffen zunächst beigemischt werden, um die anfänglich höheren Produktionskosten abzuschwächen und ersetzen diese mit der Zeit dann vollständig.

Auch PKW können mit E-Fuels angetrieben werden. Der aktuelle Fahrzeugbestand mit Verbrennungsmotoren müsste somit nicht vernichtet werden, sondern könnte mit den synthetischen Kraftstoffen umweltbewusster weiter fahren.

"E-Fuels sind vor allem für die Luftfahrt, die Schifffahrt und für den Schwerlastverkehr von Interesse, da es für diese Anwendungen wegen der geforderten hohen Energiedichte zumindest kurz und mittelfristig keine Alternative zu flüssigen Kraftstoffen gibt. E-Fuels können aber auch in PKW eingesetzt werden, wobei hier je nach Motor Diesel- oder Ottokraftstoffe benötigt werden. Diese können grundsätzlich nach den beschriebenen Verfahren hergestellt und im Allgemeinen auch in Bestandsfahrzeugen eingesetzt werden. Bei Oldtimern können bei Bedarf Additive verwendet werden, um die geforderten Spezifikationen zu erfüllen,“ erklärt der Chemieingenieur gegenüber der Redaktion.

Auch Heizungsanlage, die mit flüssigen Brennstoffen betrieben werden, können ohne Umbaumaßnahmen auf E-Fuels umgestellt werden und die Umwelt durch ihren Einsatz schonen.

  • E-Fuels können klimaneutral hergestellt werden und besitzen dabei die gleichen Eigenschaften wie Benzin, Diesel oder Kerosin.
  • Sie können ohne Umrüstung für Bestandsfahrzeuge genutzt werden und flächendeckend über das bestehende Tankstellennetz abgegeben werden.
  • E-Fuels können mit Sonnen- und Windenergie produziert werden.
  • Für den Flug-, Schiff- und Schwerlastverkehr sind sie aktuell die einzige technisch sinnvolle Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen.

E-Fuels haben eine hohe Energiedichte und die Möglichkeit, bestehende Infrastrukturen zur Lagerung und Verteilung sowie existierende Fahrzeuge, Schiffe und Flugzeuge weiter verwenden zu können. Insbesondere bei Flugzeugen, Schiffen, Lastkraftwagen und schweren Arbeitsmaschinen liegen teilweise sehr lange Nutzungszeiträume vor, die einem raschen Umstieg, sofern dieser überhaupt technisch möglich ist, entgegen stehen.