eFuels – Nachhaltig im doppelten Sinn

eFuels werden mit Hilfe von Strom aus erneuerbaren Energien, Wasser und CO2 aus der Luft hergestellt und setzen damit im Gegensatz zu herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen kein zusätzliches CO2 frei, sondern sind in der Gesamtbilanz klimaneutral. Zudem können eFuels dank ihrer Kompatibilität mit heutigen Verbrennungsmotoren Fahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe antreiben, die damit klimaschonend weiterbetrieben werden können. Das Gleiche gilt für alle Heizsysteme, die mit flüssigen Brennstoffen betrieben werden. Auch die bestehenden Transport-, Verteil- und Tankinfrastrukturen, insbesondere Tankstellen, können weitergenutzt werden.

Herstellung von eFuels

Die Herstellung von eFuels basiert auf der Gewinnung von Wasserstoff. Dieser entsteht durch ein Elektrolyseverfahren, welches Wasser – zum Beispiel Meerwasser aus Entsalzungsanlagen – in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Für dieses Verfahren und für alle weiteren Produktionsschritte wird Strom benötigt.

In einem zweiten Verfahrensschritt wird der Wasserstoff mit aus der Luft gewonnenem CO2 mit Hilfe der Fischer-Tropsch-Synthese zu einem flüssigen Energieträger, eFuel, umgewandelt. Unter hohem Druck und mit Hilfe eines Katalysators verbindet sich der Wasserstoff mit dem CO2. Durch die Nutzung von Strom bei der Herstellung spricht man von einem „Power-to-Liquid“-Verfahren: Strom wird zu einer synthetischen Flüssigkeit umgewandelt, die technisch leicht speicher- und lagerbar ist und sich bequem transportieren lässt.

Dieses gewonnene eFuel ist nach Aufbereitung in Raffinerien als eBenzin, eDiesel, eHeizöl und eKerosin nutzbar und kann herkömmliche Kraft- und Brennstoffe vollständig ersetzen. Durch ihre „Drop-In“-Fähigkeit können eFuels herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen außerdem in jedem beliebigen Verhältnis beigemischt werden. Die bestehenden Logistik-, Verteil- und Tankinfrastrukturen, wie Tanklager, Tankwagen, Pipelines und Tankstellen, können weitergenutzt werden.

Die Klimaneutralität von eFuels rührt daher, dass bei deren Herstellung zum einen Strom aus erneuerbaren Energien verwendet wird und zum anderen bei der Nutzung nur so viel CO2 entsteht, wie vorher bei der Produktion gebunden wurde.  eFuels können damit einen klimaneutralen Beitrag in allen Sektoren leisten, in denen derzeit herkömmliche Kraft- und Brennstoffe zum Einsatz kommen, wie dem Verkehrs- oder dem Wärmesektor im Gebäudebereich. 

Mit eFuels lassen sich zwei Probleme der Energiewende lösen: Die Speicherbarkeit und Transportierbarkeit von erneuerbaren Energien. Aufgrund ihrer hohen Energiedichte und der Transportierbarkeit bei Raumdruck sowie -temperatur kann man erneuerbare Energien weltweit einfach und wirtschaftlich erzeugen und mit bereits vorhandenen technischen Mitteln an jeden Ort der Welt transportieren, an dem diese gebraucht werden. 

Energiedichte verschiedener Energieträger im Vergleich

Flüssige Kraftstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin weisen im Vergleich zu anderen Energieträgern eine besonders hohe Energiedichte auf. Zudem sind sie unter Raumdruck und Raumtemperatur lagerbar. Damit ist auch der Transport flüssiger Energieträger technisch einfach machbar, was ein deutlicher Vorteil gegenüber Energieträgern in anderer Form ist. 

Aufgrund der gleichen chemischen Zusammensetzung gelten all diese Vorteile auch für E-Fuels-Produkte. 

Quelle: https://www.frontier-economics.com/media/2504/frontier-iw-studie_ptx_markt_und_beschaeftigungsperspektiven.pdf

Anwendungen

Mit der Nutzung von eFuels – zunächst als Beimischung zu herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen bis hin zu deren vollständigen Ersatz – schaffen wir eine klimaneutrale Lösung für mehrere Sektoren. So sind eFuels für alle Fahrzeuge und Transportmittel geeignet, stellen im Wärmemarkt eine klimaneutrale Alternative zu herkömmlichem Heizöl dar und können darüber hinaus als Raffinerievorprodukte in der chemischen Industrie verwendet werden.

Energiewende im Straßenverkehr dank eFuels

In diesem Sektor steckt das größte Potenzial für den Einsatz von eFuels: eFuels können als eDiesel und eBenzin eingesetzt, zunächst als Beimischung zu herkömmlichen Kraftstoffen bis zu deren vollständiger Ersetzung, und in sämtlichen Verbrennungsmotoren verwendet werden.

Ein Großteil des weltweiten Fahrzeugbestandes wird auch über 2030 hinaus noch mit herkömmlichen Benzin- oder Dieselmotoren angetrieben werden. Das gilt für Pkw ebenso wie für leichte Nutzfahrzeuge und vor allem für den Straßengüterverkehr sowie für Sonderverkehrsmittel in der Land-, Forst- und Bauwirtschaft, für die es keine wirtschaftlich und technisch sinnvolle Möglichkeit der Elektrifizierung gibt. eFuels bieten sich hier als klimaneutrale Lösung an, da sie sich problemlos in modernen Verbrennungsmotoren und unter sehr unterschiedlichen topografischen und klimatischen Bedingungen weltweit zuverlässig einsetzen lassen.

Schon heute könnten Autos mit herkömmlichen Diesel- und Benzinmotoren dank eFuels CO2-neutral fahren. Ein weiterer Vorteil: Dank des bereits bestehenden Tankstellennetzes und mittels der bewährten Verteilerlogistik wie Raffinerien, Tanklager und Tanklastwagen, lassen sich eFuels schnell in den Markt und zu den Verbraucherinnen und Verbrauchern bringen – der Aufbau einer neuen teuren Infrastruktur ist nicht nötig. eFuels können somit einen wertvollen Beitrag leisten, um die CO2-Emissionen im Straßenverkehr entscheidend zu senken.

Schwere Bau- und Produktionsmaschinen, wie Forst- und landwirtschaftliche Maschinen, die mit herkömmlichen Kraftstoffen betankt werden, können mit eFuels klimaneutral weiter verwendet werden.

 

Schifffahrt – mit eFuels in eine klimafreundliche Zukunft

Die Schifffahrt hat sich aufgrund strengerer Grenzwerte und der ehrgeizigen Klimaschutzziele der IMO (50% CO2-Reduzierung bis 2050 im Vergleich zu 2008) auf den Weg in eine klimafreundliche Zukunft gemacht. Derzeit erfolgen etwa 90% des Welthandels auf dem Seeweg mittels großer Containerschiffe. Um aber große Lasten über lange, internationale Fahrtrouten transportieren zu können, sind ein geringes Eigengewicht und das Mitführen eines Energieträgers mit hoher Energiedichte Kernvoraussetzungen. Langfristig ist der internationale Seeverkehr ohne die Nutzung von klimaneutralen Kraftstoffen kaum denkbar. Zurzeit wird in der Schifffahrt fast ausschließlich Schweröl eingesetzt, das in Zukunft durch klimaneutrale eFuels ersetzt werden kann.

 

eFuels in der Luftfahrt

Anstelle herkömmlichen Kerosins können Flugzeuge in Zukunft mit klimaneutralen eFuels betankt werden, was klimaneutrales Fliegen ermöglicht. Insbesondere in der Luftfahrt ist eine hohe Energiedichte des Kraftstoffs angesichts der mitunter sehr langen Distanzen bei gleichzeitigen Gewichtsbeschränkungen eine Grundvoraussetzung.

eFuels als Drop-in-Kraftstoff können herkömmliches Kerosin problemlos ersetzen, anfangs über eine Beimischung, später vollständig. Eine Anpassung der Turbinen ist nicht notwendig. 

 

eFuels statt Heizöl

Zunächst über eine Beimischung treibhausgasneutraler flüssiger Brennstoffe zum herkömmlichen Heizöl bis zu dessen vollständiger Ersetzung lassen sich auch im Gebäudesektor und bei der Wohnraumbeheizung beträchtliche CO2-Reduzierungen erzielen.

Das funktioniert gänzlich ohne Umstellungskosten, da eFuels in effizienten modernen Ölbrennwertheizungen einsetzbar sind wie auch in Verbindung mit erneuerbaren Energien. Hauseigentümer können ihre bestehende, moderne Heizungsanlage weiter nutzen, während der synthetische flüssige Brennstoff für den Klimaschutz sorgt.

 

eFuels in der
chemischen Industrie

Mineralöl wird nicht nur im Verkehr und Wärmemarkt eingesetzt, sondern ist auch der wichtigste Rohstoff für die chemische Industrie. So liefern deutsche Raffinerien über 70% der Ausgangsstoffe für den stofflichen Einsatz in der Chemiebranche, dies entspricht etwa 20% des gesamten Mineralölbedarfs in Deutschland. Soll in Zukunft auf den Einsatz von Mineralöl verzichtet werden, können diese Grundstoffe für die chemische Industrie nur synthetisch über den Herstellungsprozess von eFuels erzeugt werden.

Durch den Einsatz von eFuels anstelle ölbasierter Grundstoffe können ganze Industriezweige von dieser klimaneutralen Umstellung profitieren.

 

Kernargumente:
Das spricht für eFuels

eFuels sind umwelt- und klimaschonend.

  • eFuels machen das globale Potenzial an Sonnen- und Windstrom erst weltweit nutzbar.
  • Sie werden mit Hilfe erneuerbaren Stroms und atmosphärischem CO2 aus der Luft sowie Wasserstoff aus Wasser hergestellt.
  • eFuels sind klimaneutral, es entstehen bei der Nutzung keine zusätzlichen Treibhausgase.
  • eFuels lassen sich leicht speichern und sind einfach auch über weite Strecken ohne Energieverluste zu transportieren. Das generelle Problem der Energiewende, erneuerbare Energie nicht kontinuierlich ins Netz einspeisen zu können und damit dauerhaft verfügbar zu haben, lässt sich so lösen.
  • Bei der Verbrennung von eFuels entstehen weniger Stickoxide und Feinstaub als bei herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen.
  • eFuels bringen keine Entsorgungs- und Recyclingproblematik mit sich.
  • Der Einsatz von eFuels ist in sämtlichen heute und zukünftig bestehenden Motoren und Heizanlagen möglich und erlaubt somit die nachhaltige Nutzung bestehender Endanwendungen im Verkehrs- und Wärmebereich.

eFuels sind schnell und vielseitig nutzbar.

  • eFuels sind kompatibel mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren und effizienten Brennwertheizungen. Sie können somit in den ca. 1,3 Mrd. Fahrzeugen weltweit eingesetzt werden sowie für die effiziente Wärmeversorgung in rund 20 Millionen Heizungsanlagen in der EU, die mit flüssigen Brennstoffen betreiben werden.
  • Durch das bestehende flexible Verteillogistiknetz gelangen eFuels schnell in den Markt und zu den Verbrauchern.
  • eFuels lassen sich problemlos herkömmlichen Kraft- und Brennstoffen beimischen (von 1 bis 100%).
  • eFuels sind flächendeckend für alle Verkehrsträger – Pkw, Lkw, Flugzeuge, Schiffe – geeignet. Zudem können sie als Rohölersatz in der chemischen Industrie verwendet werden.
  • Im Flug- und Schiffsverkehr, in der Bau-, Land- und Forstwirtschaft sowie in großen Teilen des Schwerlastverkehrs gibt es für den Einsatz von eFuels keine sinnvolle technische Alternative.

eFuels sind nutzerfreundlich und komfortabel in der Anwendung.

  • Dank eFuels ist kein teurer Technologiewechsel im Straßenverkehr und bei der Wohnraumbeheizung erforderlich. Die weltweite Entsorgung oder Umrüstung vorhandener Anlagen wird so vermieden. Für Verbraucher bedeutet das: keine Umstellungskosten, keine Umorientierung auf neue Technologien, sondern der gewohnt komfortable Umgang mit einem sicheren Energieträger. Das fördert die Akzeptanz.
  • eFuels lassen sich flächendeckend über die vorhandene Infrastruktur vertreiben und sind so für die Verbraucher problemlos erhältlich.
  • eFuels vereinen alle Vorzüge flüssiger Energieträger im Verkehr: einen kurzen Tankvorgang sowie eine große Energiedichte, die eine hohe Reichweite der Fahrzeuge ermöglicht.
  • eFuels können, wie Studien namhafter Forschungsinstitute belegen, mittelfristig für rund 1 Euro je Liter hergestellt werden. Damit bleiben Kraft- und Brennstoffe für die Verbraucher bezahlbar.

eFuels sichern den Wirtschaftsstandort Europa und stärken die internationale Energiezusammenarbeit.

  • Sowohl die EU als auch mehrere Einzelstaaten weltweit haben sich bereits in Wasserstoff-Strategien zu der Verwendung von Wasserstoff und wasserstoffbasierten Folgeprodukten bekannt, um Teile der Wirtschaft und den Verkehr klimaneutral aufzustellen.
  • Die meisten Industrieländer wie Deutschland können jedoch ihren Energiebedarf aus klimaneutralen Energiequellen nicht selbst decken und sind daher zwingend auf den Import von erneuerbaren Energien angewiesen.
  • Sonnen- und windreiche Gebiete der Erde können erneuerbare Energien in großer Menge erzeugen und dementsprechende Mengen an eFuels produzieren.
  • eFuels können aus diesen sonnen- und windreichen Gebieten der Erde importiert werden und sie lassen sich weltweit einsetzen. So können auch Entwicklungsländer eine klimaneutrale Energieversorgung aufbauen. Das fördert zugleich die internationale Zusammenarbeit.
  • Europas weltweit führende Kompetenz im Motoren- und Anlagenbau samt mittelständischer Zuliefererindustrie bleibt erhalten; Hunderttausende von Arbeitsplätzen werden gesichert.
  • Ingenieure aus Europa sind weltweit führend in der Entwicklung der Power-to-X-Technik, mit der sich eFuels herstellen lassen. Das stärkt die europäische Exportwirtschaft und ermöglicht über 470.000 zusätzliche Arbeitsplätze allein in Deutschland.

Ausblick und Kosten

eFuels sind umfassend erforscht, die wissenschaftlich-technische Expertise für einen Markthochlauf ist vorhanden. Derzeit fehlen jedoch die notwendigen politischen Rahmenbedingungen, um eine eFuels-Produktion im industriellen Maßstab zu ermöglichen, wie beispielsweise eine CO2-basierte Besteuerung von Kraftstoffen, oder die Anrechenbarkeit von eFuels als klimaneutraler Kraftstoff im Straßenverkehr.

Bei passenden Markt- und Produktionsbedingungen kann im Jahr 2025 die Produktion von eFuels starten und damit der Markthochlauf bis zur vollständigen Ersetzung herkömmlicher Kraft- und Brennstoffe im Jahr 2050.

Aufgrund einer ansteigenden Beimischung und gleichzeitig fallenden Produktionskosten durch den Ausbau von Produktionskapazitäten, wären Kraft- und Brennstoffe aus eFuels für Endverbraucher in jeder Hochlaufphase preislich erschwinglich. 

 

Während die Herstellungskosten für einen Liter eFuels im Jahr 2025 bei einer Beimischungsquote von 4% zu herkömmlichen Kraftstoffen schätzungsweise zwischen 1,61 Euro und 1,99 Euro verortet werden, können sie bis zum Jahr 2050 bei einer Beimischungsquote von 100%  auf 0,70 Euro bis 1,33 Euro pro Liter eFuels sinken.

Dies bedeutet, dass im Jahr 2025 Diesel mit einer eFuels-Beimischung für Tankstellenkunden preislich bei 1,22 Euro liegen wird, im Jahr 2050 kostet der E-Diesel zwischen 1,38 Euro und 2,17 Euro (nach heutigen Steuern und Abgaben). Benzin wird im Jahr 2025 mit eFuels-Beimischung preislich zwischen 1,34 und 1,36 Euro liegen, im Jahr 2050 sind Preise für E-Benzin zwischen 1,45 und 2,24 Euro zu erwarten (ebenfalls nach heutigen Steuern und Abgaben).  

Klimaneutralität bleibt somit für jedermann bezahlbar.

 

Steigende Beimischung von eFuels und parallel fallende Herstellungskosten bis 2050 führen zu bezahlbaren Endverbraucherpreisen:

Preisentwicklung für Kraftstoffe an der Tankstelle: Stets bezahlbare Preise für die Endverbraucher

Quelle beider Grafiken: UNITI-informiert_Bezahlbarer_Klimaschutz_EFuels.pdf