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E-Autos sind nur ein erster Schritt auf dem langen Weg zu emissionsfreiem Verkehr.
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E-Autos sind nur ein erster Schritt auf dem langen Weg zu emissionsfreiem Verkehr.

Klimareporter

Aufwendiger Umstieg auf E-Kraftstoffe

  • vonJörg Staude
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Für die Herstellung von „Powerfuels“ werden riesige Mengen an Ökostrom benötigt.

Klimafreundlich Auto fahren? Am schönsten wäre das, könnte man einfach nur den Kraftstoff wechseln, also statt Benzin und Diesel einfach nur E-Benzin und E-Diesel in den Tank füllen. Alles andere bliebe weitgehend gleich, vor allem der Motor. Vom bequemen Umstieg träumen nicht nur Auto- und Lkw-Nutzer. Überall, wo derzeit fossile Kraft-, Brenn- und Rohstoffe zum Einsatz kommen, bieten sich bequeme klimaneutrale Alternativen an wie Wasserstoff, Methanol, Methan, Ammoniak, E-Kerosin oder eben E-Diesel und -Benzin.

Hergestellt werden diese sogenannten „Powerfuels“ mithilfe von Ökostrom. Dieser wird künftig praktisch die neue Primärenergie sein – anstelle von Kohle, Gas, Öl und weitgehend auch Atomkraft. Weltweit liegt der gesamte Energiebedarf derzeit bei über 160 000 Terawattstunden. Für ein klimaneutrales Energiesystem könnten im Jahr 2050 rund 135 000 Terawattstunden Ökostrom reichen. Das ergab eine jetzt von der „Global Alliance Powerfuels“ in Auftrag gegebene Studie der Technischen Universität Lappeenranta (LUT) in Finnland.

Der Rückgang des Energiebedarfs hat viel damit zu tun, dass die direkte Elektrifizierung vieler Prozesse gegenüber heutigen fossilen Techniken an sich schon einen Gewinn an Effizienz bedeutet. Ein Benzinmotor bringt am Ende nur ein Drittel der im Kraftstoff gespeicherten Energie zu den Rädern, ein Elektromotor dagegen 90 Prozent.

Ob ein klimaneutrales Energiesystem effizienter ist, hängt aber auch von der Menge der künftig eingesetzten Powerfuels ab. Denn zu deren Herstellung werden nicht nur riesige Mengen Ökostrom gebraucht, um erst einmal „grünen“ Wasserstoff herzustellen. Um aus dem grünen H2 in weiteren Schritten leicht handhabbare E-Kraftstoffe herzustellen, wird zudem noch Kohlenstoff gebraucht – aber kein fossiler, der zusätzliche CO2-Emissionen beim Verbrennen erzeugt, was uns ja den Klimawandel bescherte.

Sollen die Powerfuels klimaneutral sein, kann der Kohlenstoff nur aus dem CO2 in der Luft selbst kommen. Wird das Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen und in den Powerfuels eingebunden, werden die dann verbrannt und das CO2 wieder frei, ist das rechnerisch ein Nullsummenspiel. Den entsprechenden Kohlenstoff-Bedarf beziffern die Forscher für 2050 auf jährlich rund sechs Milliarden Tonnen CO2. Diese sollen nach Ansicht der Studienautoren größtenteils mithilfe direkter Luftabscheidung (Direct Air Capture, DAC) gewonnen werden. Bei dieser Technologie wird das CO2 aus der Luft chemisch „herausgewaschen“ oder absorbiert. „Das wird insbesondere ab 2040 der Fall sein, wenn sich das Energiesystem den 100 Prozent erneuerbaren Energien nähert“, erklärt Andreas Kuhlmann, Chef der Deutschen Energieagentur (Dena) und zugleich Sprecher der „Global Alliance Powerfuels“, zu der auch Konzerne und Verbände der Ölindustrie gehören.

Laut Studie soll die DAC-Technologie 2050 zu den sechs Milliarden Tonnen rund 4,8 Milliarden Tonnen beisteuern. Der Rest ist CO2, das bei der Herstellung von Stahl und Zement sowie bei weiteren Industrieprozessen anfällt und entsprechend „eingefangen“ wird.

Bedingt durch den massenhaften Einsatz erwartet der Dena-Chef eine größere Kostenreduktion bei DAC. Zudem ermögliche diese Technik, Powerfuels an Orten zu erzeugen, die zwar viel Erneuerbaren-Potenzial aufwiesen, wo aber außer der Umgebungsluft keine andere nachhaltige CO2-Quelle zur Verfügung stehe. Komme noch ein globaler Handel mit Powerfuels hinzu, könnten deren Kosten bis 2050 auf fünf bis acht Cent je Kilowattstunde fallen.

Damit mögen klimaneutrale Kraft- und Brennstoffe bezahlbar werden – ein Problem bleibt aber: Verbraucht die aufwendige Herstellung der Powerfuels zu viel Ökostrom, dann sinkt die Effizienz des global erneuerbaren Stromsystems und dann reichen die Ökostrom-Potenziale der Welt unter Umständen nicht aus, um alles zu dekarbonisieren.

Die LUT-Studie skizziert nun ein Szenario, wie Ökostrom direkt und indirekt im Verhältnis so eingesetzt werden kann, dass die Welt nicht nur dekarbonisiert wird, sondern auch noch das Pariser Klimaziel einhält. Powerfuels sollen demnach 2050 nur etwa ein Viertel des globalen Energiebedarfs decken. Die Fuels kämen vor allem dort zum Einsatz, wo die direkte Nutzung von Strom „nicht wirtschaftlich oder auch technisch nicht machbar ist“, erklärt Andreas Kuhlmann. Das gelte besonders für einige Transport-Bereiche wie den Flug- und Schiffsverkehr sowie für Hochtemperaturwärme, die Grundstoffherstellung in der Chemie und für den Ausgleich saisonaler Schwankungen der erneuerbaren Energieerzeugung und des Verbrauchs in einigen Regionen.

Um die Größenordnungen zu verdeutlichen, um die es hier geht: Allein die Powerfuels, die 2050 in den Verkehr fließen sollen – rund 23 000 Terawattstunden – verkörpern nahezu so viel Energie, wie derzeit alle Strom-Kraftwerke der Welt erzeugen. Anders gesagt: Würde die heutige globale Stromversorgung schon zu hundert Prozent grün sein, müsste sie gänzlich in die Herstellung klimaneutraler Kraftstoffe fließen, damit wir 2050 noch Flugzeuge, Schiffe und Schwerlaster nutzen können.

Bis dahin bleiben nur noch 30 Jahre. Für Kuhlmann zeigt die Studie deswegen, dass es ökologisch und ökonomisch geboten ist, schon heute das Investitionsumfeld für Powerfuels positiv zu gestalten. „Das bedeutet auch, die direkte Luftabscheidung von CO2 sowie den Ausbau erneuerbarer Energien voranzutreiben.“

Nimmt man die Studie ernst, bedeutet sie aber auch: Um im globalen privaten Pkw-Verkehr verbrannt zu werden, sind Powerfuels viel zu wertvoll. Nur wenn ihr Einsatz auf die Bereiche begrenzt wird, wo sie wirklich alternativlos sind, haben wir genügend Ökostrom für eine klimaneutrale Welt.

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