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E-Fuels sollen dort hergestellt werden, wo regenerativ in hohem Maß zur Verfügung stehen.
Foto: Porsche
E-Fuels sollen dort hergestellt werden, wo regenerativ in hohem Maß zur Verfügung stehen.

Nachhaltigkeit

Grüner Strom in den Tank

E-Fuels, die aus grünem Strom produziert werden, bieten eine Möglichkeit zur Reduzierung der CO2-Emissionen im gesamten Fahrzeugbestand. In Chile hat eine erste Pilotanlage zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe den Betrieb aufgenommen, Porsche forciert nun den weiteren Ausbau.

Zwar gewinnt die E-Mobilität in vielen Regionen weltweit immer mehr an Fahrt, allerdings wird das nicht ausreichen, um kurz- und mittelfristig eine spürbare CO2-Reduktion im Verkehrssektor zu erreichen.

Denn der Bestand an Fahrzeugen mit Benzin- oder Dieselmotor ist im Vergleich zur E-Fahrzeugquote nach wie vor sehr hoch. So sind beispielsweise in Deutschland von den rund 48 Millionen Pkw derzeit nur etwa 620.000 elektrisch angetrieben, der Rest tankt fossilen Kraftstoff. Der Technikpräsident des ADAC, Karsten Schulze, erklärt: „Millionen Verbrenner sind auf deutschen Straßen unterwegs und haben noch eine lange Lebensdauer vor sich. Wenn die Klimaschutzziele im Verkehr erreicht werden sollen, braucht es eine Lösung für diesen Bestand.“ Eine Möglichkeit, regenerativ erzeugte Energie in den Tank konventionell angetriebener Autos zu packen und damit zu einer deutlichen CO2-Verminderung beizutragen, bieten synthetische Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels. „E-Fuels und Wasserstoff sollten deswegen ergänzend zur Elektromobilität vorangetrieben werden. Der VDA setzt sich für eine ambitionierte Verdrängung des fossilen Kraftstoffs durch regenerative Alternativen ein“, sagt VDA-Präsidentin Hildegard Müller.

E-Fuels sind CO2-neutral

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E-Fuels aus Chile für Fahrzeuge in Europa.
Foto: Siemens Energy
E-Fuels aus Chile für Fahrzeuge in Europa.

E-Fuels werden mittels elektrischer Energie, Wasser und Kohlendioxid erzeugt. Zu ihrer Herstellung wird Wasser per Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der gasförmige Wasserstoff zusammen mit Kohlendioxid zum flüssigen E-Fuel umgewandelt. Durch die Nutzung von elektrischer Energie bei der Herstellung spricht man von einem „Power-to-Liquid“-Verfahren: Aus Strom wird eine synthetische Flüssigkeit, die technisch speicher- und lagerfähig ist und sich bequem transportieren lässt. E-Fuels sind nach Aufbereitung in Raffinerien als E-Gas, E-Methanol, E-Benzin, E-Diesel, E-Heizöl und E-Kerosin nutzbar. Sie können herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen in jedem beliebigen Verhältnis beigemischt werden oder diese komplett ersetzen. Da die E-Fuels bei ihrer Verbrennung nur so viel Kohlendioxid freisetzen, wie bei deren Produktion eingelagert wurde, sind sie über die Gesamtkette betrachtet vollkommen CO2-neutral und unterscheiden sich in diesem Punkt nicht vom grünen Strom der E-Fahrzeuge.

Mit E-Fuels lassen sich zwei Probleme der Energiewende lösen, einerseits die Speicher- und andererseits die Transportierbarkeit von erneuerbaren Energien. Generell haben regenerative Energien das Problem hoher Volatilität: Die maximal lieferbare Energiemenge ist nicht wie bei konventionellen Kraftwerken mit dem Bedarf skalierbar, sondern von den jeweiligen Umweltbedingungen wie der Windstärke abhängig. Für den zeitlichen Ausgleich zwischen Produktion und Strombedarf der Kunden bietet sich eine Zwischenspeicherung der regenerativ erzeugten Energien an. Bei Bedarf stehen sie dann wieder zur Nutzung zur Verfügung. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte und der Transportierbarkeit bei Raumdruck sowie -temperatur bieten sich E-Fuels dabei besonders an, zudem lassen sie sich mit bereits vorhandenen technischen Mitteln an jeden Ort der Welt transportieren, an dem sie gebraucht werden.

Wirkungsgradnachteil

Theoretisch könnten mit E-Fuels alle Fahrzeuge auf der Straße auf einen Schlag CO2-neutral werden. Praktisch allerdings mindert der hohe Energiebedarf die Chancen einer weiten Verbreitung und Nutzung alternativer Kraftstoffe. Um die gleiche Wegstrecke zurückzulegen, muss man bei E-Fuels rund achtmal mehr Strom aufbringen als bei einem E-Auto mit Batterie. Prädestiniert sind E-Fuels daher für Anwendungen, die sich nicht ohne Weiteres elektrifizieren lassen, etwa in der Luft- und Schifffahrt sowie für Nutzfahrzeuge und Land- und Baumaschinen, aber auch für Sportwagen. Porsche erforscht bereits seit Längerem den Einsatz von erneuerbaren Kraftstoffen. Die Tests im Labor und auf der Rennstrecke verlaufen erfolgreich: „Wir sehen uns bei E-Fuels als Pioniere und wollen die Technologie vorantreiben. Dies ist ein Baustein unserer klaren, gesamthaften Nachhaltigkeitsstrategie“, erläutert Michael Steiner, Porsche-Vorstand für Forschung und Entwicklung.

Produktion in Chile

Das Pilotprojekt „Haru Oni“ im Süden Chiles.
Das Pilotprojekt „Haru Oni“ im Süden Chiles.
Das Pilotprojekt „Haru Oni“ im Süden Chiles.

Zusammen mit Siemens Energy, den Energiekonzernen AME und Enel sowie dem Mineralölhersteller ENAP hat Porsche eine Pilotanlage zur Erzeugung von E-Fuels in Punta Arenas (Chile) realisiert. Dabei baut das Konsortium auf die hervorragenden Windbedingungen, die in der Provinz Magallanes im Süden Chiles herrschen und für stabile Erträge der Anlage sorgen sollen. Während die jährliche durchschnittliche Auslastung bei Windkraft in Deutschland nur etwas mehr als 20 Prozent beträgt, liegt sie dort bei rund 80 Prozent. Schon im Jahr 2022 rechnen die Betreiber mit der Erzeugung von rund 130.000 Litern Kraftstoff. In zwei Schritten soll die Kapazität dann bis 2024 auf rund 55 Millionen und bis 2026 auf rund 550 Millionen Liter pro Jahr gesteigert werden. Um den weiteren Ausbau der E-Fuel-Kapazitäten zu forcieren, plant Porsche weitere 75 Millionen US-Dollar zu investieren, um sich an HIF Global LLC, einer Holdinggesellschaft international tätiger Projektentwickler von E-Fuels-Produktionsanlagen, zu beteiligen. „E-Fuels leisten einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und ergänzen unsere Elektromobilität sinnvoll. Mit der Investition in die industrielle E-Fuels-Produktion baut Porsche sein Engagement für nachhaltige Mobilität weiter aus. Insgesamt belaufen sich unsere Investitionen in die Entwicklung und Bereitstellung der innovativen Technologie auf über 100 Millionen US-Dollar“, sagt Barbara Frenkel, Porsche-Vorstand für Beschaffung.

Der Sportwagenhersteller will die E-Fuels aus Chile zuerst in Leuchtturmprojekten im Motorsport einsetzen. Perspektivisch ist auch der Einsatz in den eigenen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor bei der Erstbetankung in der Fabrik sowie in den Porsche Experience Centern denkbar.

Richard Backhaus

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    • Organisationen und Verbände
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