E-Fuels: CO2-neutrale Kraftstoffe der Zukunft

Seit 2004 sind die CO2-Emissionen und der Kraftstoffverbrauch neu zugelassener Pkw in Deutschland bereits um mehr als ein Viertel gefallen. Um die ambitionierten europäischen Klimaziele zu erreichen, muss der Schadstoffausstoß gerade im Verkehr noch weiter sinken. Dafür hat die Industrie unterschiedliche technologische Lösungen entwickelt. Synthetische Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, spielen für die Mobilität von morgen eine wichtige Rolle, da sie wie Benzin oder Diesel im Verbrennungsmotor eingesetzt werden können. Wenn sie aus rein erneuerbarer Energie erzeugt werden, ermöglichen sie eine quasi CO₂-neutrale Fortbewegung – nicht nur mit dem Auto, sondern auch mit dem Lastwagen, Schiff oder Flugzeug. Die Technologie gewinnt zunehmend an Bedeutung, da auch rein elektrisch angetriebene Transportmittel in ihrer Herstellung viele CO₂-Emissionen erzeugen.

Was sind E-Fuels?

E-Fuels sind synthetisch erzeugte Kraftstoffe, die durch den Einsatz der Power-to-X-Technologie, genauer dem Power-to-Liquid-Verfahren, aus Strom, Wasser und Kohlenstoffdioxid hergestellt werden. Bei dem Verfahren macht man sich einen Rückkopplungsprozess zunutze. Es wird bei der Herstellung genauso viel Kohlenstoffdioxid gebunden, wie später wieder beim Verbrauch emittiert wird. Dies ist nur möglich, wenn der verwendete Strom aus erneuerbaren Energien und das CO₂ aus der Umwelt stammt. Der Begriff stammt aus dem Englischen und ist die Abkürzung für „Electrofuels“. Das übergeordnete Ziel der Technologie ist die Dekarbonisierung des Verkehrssektors, wobei E-Fuels skalierbar an Endprodukten nutzbar sind, d.h. sie können wie Benzin oder Diesel in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden, ohne viel umbauen zu müssen.

Wie werden synthetische Kraftstoffe hergestellt?

Basis für die Herstellung von E-Fuels ist die Power-to-Liquid-Technologie, bei der grüner Wasserstoff entsteht. Bei dem chemischen Verfahren wird zunächst Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt, der für die anstehende Elektrolyse nötig ist. Die Elektrolyse ist ein Verfahren, bei dem der Strom eine chemische Stofftrennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff erzwingt. Vereinfacht gesagt entsteht der elementare Wasserstoff, indem geladene Teilchen zu Elektroden wandern und somit separiert werden. Unter der Hinzugabe von Kohlenstoffdioxid wird dann in einer gesonderten Reaktion ein Synthesegas erzeugt, das die Basis für die nachfolgenden Schritte bildet. Der verwendete Kohlenstoffdioxid kann entweder aus der Umwelt entnommen oder mittels der Carbon Capture Utilization and Storage-Technologie gespeichert werden, bei der das CO₂ aus Verbrennungsabgasen verwendet wird. Das Synthesegas als Zwischenprodukt enthält die Elemente Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff, die für die Weiterverarbeitung erforderlich sind. Dieses Gas wird dann mittels spezieller Verfahren synthetisiert.