Foto: DLR

Die Position des Verbandes der Automobilindustrie (VDA) zur nationalen Wasserstoff-Strategie und zum Gesetzesentwurf aus dem Bundesumwelt-Ministerium für die Umsetzung der EU-Richtlinie zu Erneuerbaren Energien im Verkehrssektor war eigentlich klar: Um die Klimaschutzziele zu erreichen, dürfe man nicht allein auf Batterieautos setzen. „Bei vorhandenem erneuerbar hergestelltem Strom“, heißt es in einem Positionspapier des VDA, „ist die Direktverstromung mit batterieelektrischen Fahrzeugen der effizienteste Weg“. Trotzdem aber brauche es aus globaler Sicht auch Wasserstoff und regenerative Kraftstoffe – „dort, wo batterieelektrische Lösungen vor ökonomischen, ökologischen oder gesellschaftlichen Herausforderungen stehen.“ Zudem seien die so genannten E-Fuels „die einzige Möglichkeit, die derzeitige Bestandsflotte zu adressieren und damit zur sofortigen CO2-Reduktion im Straßenverkehr beitzutragen.“

Doch inzwischen hat zumindest bei Volkswagen offenbar ein Umdenken eingesetzt: Als beim VDA kürzlich die Lobbyisten der Mitgliedsunternehmen zusammenkamen, um eine gemeinsame Stellungnahme an das Bundesumweltministerium abzustimmen, scherte der VW-Vertreter aus. Zur Überraschung seiner Kollegen argumentierte der Generalbevollmächtigte des Konzerns für Außenbeziehungen und Nachhaltigkeit, die Potenziale der E-Fuels würden „massiv überschätzt“. Und deren Herstellung aus überschüssigen erneuerbaren Energien sei „aufwändig, kostenintensiv, wenig klimaeffizient und mit geringem Wirkungsgrad“. Mit einem Wort: „unsinnig“.

Auch im eigenen Konzern sorgten die Äußerungen für Befremden: Hatte Porsche-Chef Oliver Blume doch beinahe zeitgleich in Interviews und auf einem Kongress in Nürtigen kundgetan, dass E-Fuels ein Baustein bei der Energiewende auf der Straße sein könnten. Und auch Betriebsratschef Bernd Osterloh hatte sich bei einem Treffen mit Bundestagsabgeordneten im Berliner Volkswagen-Forum Sympathien für den Einsatz von E-Fuels bekundet.

Was also nun? Vielleicht sollte man erst einmal darüber reden, was E-Fuels sind und wie man sie zum Teil einer globalen Wasserstoff-Wirtschaft machen kann – unter Einbeziehung von Schwellenländer in Afrika und Lateinamerika. Der Gastbeitrag zeigt die Möglichkeiten auf.

Milliardenprogramm für Wasserstoff

EU-Kommissionspräsidentin Ursula von der Leyen hat Europa ehrgeizige Klimaschutzziele diktiert: Spätestens 2050 sollen die Länder der Union unabhängig von fossilen Brennstoffen sein, keine Treibhausgase mehr in die Atmosphäre ausstoßen. Diese Ziele gelten natürlich auch für den Verkehrssektor. Zu erreichen sind sie allerdings nicht nur mit Batterie- und Brennstoffzellenautos. Zusätzlich müssten regenerative Kraftstoffe zum Einsatz kommen, betonte der Verband der Automobilindustrie (VDA) in einem Statement zur neuen nationalen Wasserstoff-Strategie der Bundesregierung, die jetzt vorgestellt wurde.

Demnach sollen in den kommenden Jahren neun Milliarden Euro investiert werden, um Deutschland weltweit eine „zentrale Vorreiterrolle“ in der Wasserstoffwirtschaft der Zukunft zu sichern, einen „starken Heimatmarkt“ zu schaffen und die Produktion und den Verbrauch von „grünem“ Wasserstoff zu befördern. Bis 2030 sollen hierzulande Elektrolyseure mit einer Leistung von fünf Gigawatt (GW) entstehen. Bis 2040 sollen es 10 GW sein. Die Strategie sieht auch vor, größere Mengen des deutschen Bedarfs per Schiff zu importieren. Aus Anlagen, die in sonnen- oder windreichen Ländern wie Marokko oder Chile errichtet werden sollen.

Eingesetzt werden soll der produzierte Wasserstoff zuerst in der Chemie- und Stahlindustrie vor. Aber auch Lokomotiven, Lastzüge und Flugzeuge sollen mittelfristig in größerer Zahl damit betankt werden. Zudem ist daran gedacht, in einem weiteren Verarbeitungsschritt klimafreundliche synthetische Kraftstoffe zu produzieren.

„Wasserstoff und regenerative Kraftstoffe“, heißt es beim VDA, „ergänzen die Elektromobilität. Beide Lösungen sind damit komplementär für ein klimaneutrales Verkehrssystem, erhöhen den technologischen Handlungsspielraum und die gesellschaftliche Akzeptanz der Anstrengungen, Verkehr langfristig klimaneutral zu gestalten.“

Klingt gut. Aber was sind überhaupt „Regenerative Kraftstoffe“? Wie gewinnt man sie – und welche Vorteile bieten sie? Bevor die Wellen in den Sozialen Netzwerken hochschlagen, hier ein wenig Hintergrundwissen.

Re-Fuel steht als Dachbegriff für synthetischen Kraftstoff, und zwar für Ökokraftstoff der zweiten Generation. Der erneuerbare Sprit entsteht aus rein nachhaltiger Energie (EE-Strom aus Wind- und Solaranlagen) und verwendet Wasserstoff aus Hydrolyse plus CO2 aus der Luft, um Re-Fuel als Gas (synthetisches Methan) oder in flüssiger Form herzustellen. Re-Fuel flüssig besteht übrigens aus nur sieben Komponenten anstatt von 400 beim Rohöl-basierten Sprit. Die wenigen Komponenten machen auch bedeutend weniger Ärger auf der Abgasseite, denn bei Betrieb mit synthetischem Sprit sinken etwa die Partikel-Emissionen der Verbrennungskraftmaschinen um bis zu 70 Prozent, wie Läufe auf dem Prüfstand ergeben haben.

Und, nicht ganz unwichtig: Alle Bausteine zur Erzeugung von Re-Fuels sind weltweit unbegrenzt vorhanden und leicht zu gewinnen. Fachleute schaudern allerdings beim Wirkungsgrad, der entsteht, wenn man Re-Fuel aus den hierzulande verfügbaren Quellen herstellen möchte. Da bleiben kaum zwei Prozent der eingebrachten Energie übrig, und das ist natürlich völlig unwirtschaftlich.

Der Sonne entgegen
Im Projekt Hydrosol erzeugen Forscher der DLR im südspanischen Almeria Wasserstoff mit Hilfe von konzentrierter Sonnenstrahlen. Foto: DLR

Wind- und Sonnenkraft effizienter am Äquator

Der Kraftstoff der Zukunft kommt aber nicht notwendigerweise aus Deutschland oder Europa. Re-Fuel aus grünem, also nachhaltig erzeugtem Strom, benötigt bei einer Herstellung in Äquatornähe nur etwa ein Viertel der Energie, der in Europa bei einer großindustriellen Erzeugung nötig wäre: Jede Windkraftanlage in Ghana oder Senegal ersetzt vier Stück in der Nordsee, jeder Quadratmeter Solarinstallation in Ghana hat mehr Ertrag als vier Quadratmeter in Deutschland. In Chile, Marokko, Australien funktioniert das übrigens genauso.

Die Herstellung von Wasserstoff aus Erdgas ist wenig umweltfreundlich. In Norwegen startet 2020 eine grünere Produktion mit regenerativer Energie. Auch in Österreich läuft ein Projekt – von Siemens. Wasserstoff

Und jede Kilowattstunde, die nicht über deutsche Netze mit ihren horrenden Nutzungsgebühren fließen muss, landet zu wesentlich günstigeren Preisen in der weiterverarbeitenden Raffinerie. Diese ist für die Veredelung von Wasserstoff aus der Hydrolyse zu Re-Fuel als Gas oder flüssigem Kraftstoff zuständig. CO2 als dritte Komponente wird aus der Umgebungsluft gewonnen. Sind Wind- und Sonnenkraft die Energiequellen, rechnen Fachleute heute mit einem Gesamtwirkungsgrad von über 35 Prozent.

Kein Entweder-oder

Der zweite große Vorteil der Re-Fuel-Gewinnung: es gibt keinen Pferdefuß. Anders als die batterielelektrische Mobilität, die in Bezug auf den Wasserverbrauch bei der Lithium-Gewinnung sowie beim Kobalt-Abbau in Afrika noch ein paar sozio-ökologische Nachteile abbauen muss, gilt Re-Fuel als „No-regret-Technologie“ – ohne Flecken auf der weißen Weste und damit als besonders empfehlenswert.

Bedeutet der Synthese-Sprit zugleich die Abkehr von der e-Mobilität? Keinesfalls. Moderne Batterietechnik auf Lithium-Ionen-Basis bleibt der Träger einer emissionsfreien Individual-Mobilität in Ballungszentren. Insofern ist der aktuelle Trend zur e-Mobilität sehr sinnvoll und befindet sich auf einem erfolgversprechenden Kurs.

Windkraftanlage von Nordex an der Küste von Chile

Effizienter als in Europa
Windkraftanlage von Nordex an der Küste von Chile. Foto: Nordex

Batteriespeicher haben Leistungs-Grenzen

Doch batterieelektrische Antriebe haben Grenzen – im Langstrecken- und Güterverkehr auf der Straße, erst recht in Luft- und Seefahrt. Von der Energiewirtschaft für private Haushalt und Wirtschaftsbetriebe mal ganz abgesehen. Zusätzlich hilft der neue Öko-Sprit dem Straßenverkehr insofern auf die Sprünge, als er von der bestehenden Flotte von aktuell 1,3 Milliarden Fahrzeugen genutzt werden kann – ohne Umbauten. Denn Re-Fuel lässt sich Benzin oder Diesel beimischen, um nach und nach die CO2-Belastungen aus der gesamten Flotte weltweit zu reduzieren. Fünf Prozent Beimischung im aktuellen Normkraftstoff mit 95 Oktan wären ein Anfang.

Und wie fällt die Ökobilanz aus?

Der Energiegehalt von flüssigem Re-Fuel liegt auf vergleichbarem Niveau wie bei konventionellen Kraftstoffen, also bei etwa 9 kWh je kg Gewicht. Dadurch kann auch die komplette Treibstoff-Logistik weiterverwendet werden. Die Kosten für den Transport der Re-Fuels würden nur wenige Zehntel Cent pro Liter höher sein als heute, da die Tankfahrzeuge modifiziert werden müssten.

Die ersten Windanlagen in Australien sollen gleich mit einer Wasserstoff-Produktion gekoppelt werden, um den Ökostrom effizient auszunutzen. Bislang war Down Under Kohle angesagt. Wasserstoff

Das stärkste Argument für eine rasche Einführung von synthetischen Kraftstoffen sind aber die Versorgungslücken, die nach der massenhaften Abschaltung von Atom- und Kohlekraftwerke klaffen: Wind- und Sonnnenergie reichen in Europa nicht aus, um die Industrieproduktion oder die Mobilität in bisherigem Umfang fortführen zu können. Selbst dann nicht, wenn alle zwei Kilometer eine Windkraftanlage gen Himmel ragt und jedes Dach mit Solarzellen belegt wird: Es reicht einfach nicht, weder vorne noch hinten.

Ob Verbraucher oder Industrie ihren Energiebedarf über Wind- oder Sonnenstrom abdeckt, spielt für die Klimabilanz ohnehin keine Rolle. Was zählt, ist die Reduzierung der CO2-Emissionen – und die Bewahrung der noch vorhandenen Erdöl-Ressourcen für die Produktion etwa von Pharmaprodukten und anderen hochwertigen Gütern.

Bessere Speicherfähigkeit

Charakteristisch für Re-Fuel ist die gute Speicherfähigkeit, die sich vom elementaren Wasserstoff – und der gängigen Batterietechnik – positiv unterscheidet. Re-Fuel besitzt keine natürliche Hoch-Brisanz wie Wasserstoffgas, das sehr leicht flüchtig ist und zur Knallgasbildung neigt. Bei industrieller Umsetzung wird das Gas kontinuierlich in Anlagen von Turnhallen-Format verarbeitet, dabei ist Vorsicht eine gute Begleitung. Und gute Anlagentechnik, wie sie in Deutschland in großem Umfang heute schon hergestellt wird. Die deutschen Anlagenbauer stehen vor großartigen Aufgaben.

Siemens Hydrolyseur
Jede Menge Power to Gas
Mit dem Elektrolysesystem Silyzer von Siemens lässt sich grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien in großtechnischem Maßstab herstellen. Foto: Siemens

Re-Fuel ist gasförmig oder flüssig auf wirtschaftlichem Niveau transportabel und lagerfähig. Re-Fuel eignet sich sehr gut dazu, die Unterschiede zwischen Lastspitzen und Verbrauchs-Tälern im Energieverbrauch auszugleichen. Dazu gehört auch der saisonale Ausgleich, etwa für Heizungen zur Winterzeit, ebenso wie der Ausgleich in Haushalt und Energiewirtschaft zwischen Tag- und Nachtbedarf.

Es existieren bereits fundierte Schätzungen zur Marktentwicklung von Re-Fuels in den nächsten Jahrzehnten: Bis zum Jahr 2050 könnten damit 20.000 Terrawattstunden Energie pro Jahr erzeugt werden. Das entspricht etwa der Hälfte der heutigen Energieerzeugung auf Rohölbasis. Auf diesem Weg entsteht eine neue Energiewirtschaft, der auch die Schwellenländer in Afrika und Südamerika mit einbezieht.

Das Unternehmen möchte grünen Wasserstoff als Energieträger bereitstellen. In Hamburg steht bereits eine Wasserstofftankstelle, in Göteborg soll die größte Station Europas entstehen. Wasserstoff

Große Energiefabriken in Küstennähe

Die Orte der Energie-Herstellung machen den Unterschied. Man geht heute davon aus, dass Solar- oder Windenergie etwa in Afrika – oder an anderen Äquator-nahen Regionen (Australien, Chile) – nicht nur mit vierfachem Wirkungsgrad, sondern auch um 80 Prozent günstiger hergestellt werden kann als in Zentraleuropa. Energie-Fabriken in Küstennähe würden die Kraftstoffe produzieren und dabei entsalztes Meerwasser nutzen: Für die Erzeugung von einem Liter Re-Fuel werden aktuell etwa zwei Liter Wasser benötigt. Die Entsalzungsanlagen würden nebenbei auch der Landwirtschaft in der Region wertvolles Wasser zuführen.

Aber zunächst einmal Bundesregierung und EU-Kommission, auch Verwaltung und Gesetzgebung mit den Fakten vertraut zu machen. So fordert der VDA unter anderem. dass der Einsatz von Re-Fuels mit etwaigen Strafzahlungen der Fahrzeughersteller wegen zu hoher CO2-Emissionen verrechnet werden können. Sobald das geklärt wäre, könnte die Energiewende an der Tankstelle rasch Fahrt aufnehmen: Jede Zapfsäule auf der Welt ist in der Lage, Synfuel in den Autotank zu pumpen.

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