Klima-Glossar: E-Fuels
Als E-Fuels werden Treibstoffe wie Benzin, Diesel oder Kerosin bezeichnet, die jedoch nicht aus fossilem Erdöl, sondern aus Strom gewonnen werden. Das "E" in E-Fuels steht für Elektro, Fuel wiederum ist das englische Wort für Kraftstoff. E-Fuels sind also Elektro-Kraftstoffe. Die Herstellung von E-Fuels ist aber sehr stromintensiv. Um einen Liter E-Fuel herzustellen, sind 16 bis 27 Kilowattstunden Strom nötig. Sinnvoll ist der Einsatz nur, wo Alternativen nicht möglich sind.
Sprit aus Strom ist somit technisch zwar machbar, aber sehr teuer. Kostenschätzungen des deutschen Verbands der Automobilindustrie (VDA) gehen von "bis zu 4,50 Euro pro Liter Dieseläquivalent" aus. E-Fuels gelten in Autos oder als Heizöl daher als unwirtschaftlich, es gibt aber Einsatzfelder, etwa in Oldtimern oder in der Luftfahrt. Fliegen wird im Zuge der Dekarbonisierung jedoch um ein Vielfaches teurer werden, sofern überhaupt genug grüner Strom erzeugt werden kann.
Fünfmal so viel Energie
Eine 2021 erschienene Studie des deutschen Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) geht davon aus, dass das Verbrennen von E-Fuels in Motoren oder Triebwerken fünfmal so viel Energie verbraucht als den Strom direkt zu nutzen. In Flugzeugen ist im Gegensatz zu Pkw aber ein der Einsatz von Batterien technisch nicht möglich - ein Flugzeug mit einer schweren Batterie würde nicht abheben oder nicht weit fliegen können. Experten erwarten deshalb, dass sich E-Fuels in der Luftfahrtindustrie etablieren werden. Airlines bezeichnen die E-Fuels auch als "Sustainable Aviation Fuel" (SAF).
Das Forscherteam um den PIK-Energieexperten Falko Ueckerdt errechnete auch, dass beim Heizen der Einsatz von synthetischem Heizöl oder Gas um den Faktor 6 bis 14 ineffizienter ist als der Einsatz von Wärmepumpen. Ihr Fazit lautet, wasserstoffbasierte Brennstoffe wie E-Fuels sollten nur in Sektoren eingesetzt werden, die nicht elektrifiziert werden können, wie der Luftfahrt oder in industriellen Prozessen mit Temperaturen über 400 Grad Celsius. Für den Einsatz in Autos oder beim Heizen von Gebäuden ist die Herstellung von E-Fuels "zu ineffizient, zu kostspielig, und ihre Verfügbarkeit zu unsicher, um damit fossile Brennstoffe auf breiter Front zu ersetzen".
Die Wissenschafter warnen davor, breit auf E-Fuels statt auf die Elektrifizierung zu setzen. Behalte man Verbrennungstechnologien bei, könnte eine Verlängerung der Abhängigkeit von fossilen Energien drohen - und somit ein weiterer Ausstoß von Treibhausgasen, die den Planeten noch mehr erhitzen und ihn so in immer mehr Weltregionen für die Menschheit unbewohnbar machen.
Strom muss aus Erneuerbaren kommen
An sich wird bei E-Fuels nur so viel Kohlendioxid (CO2) ausgestoßen wie beim Herstellungsprozess gebunden wird. Voraussetzung dafür ist aber, dass der Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne kommt. Experten sprechen auch von "Power-to-Fuel", es gibt auch andere Umwandelungsformen wie "Power-to-Ammonia", der Überbegriff dafür lautet "Power-to-X", also "Strom-zu-X" und wird oft mit "PtX" abgekürzt. Ausgangspunkt, um aus grünem Strom synthetische Brenn- oder Treibstoffe herzustellen, ist immer die Erzeugung von Wasserstoff mittels Elektrolyse.
Ueckerdt dämpft die Erwartungen in diese Technologien: "Solche Brennstoffe als universelle Klimalösung sind ein bisschen ein falsches Versprechen. Sie sind zwar wunderbar vielseitig, aber es ist nicht zu erwarten, dass sie fossile Brennstoffe auf breiter Front ersetzen können. Das gelingt nur mit direkter Elektrifizierung. Wasserstoffbasierte Kraftstoffe werden wahrscheinlich für mindestens ein weiteres Jahrzehnt sehr knapp und nicht wettbewerbsfähig sein."
Die Annahme, mit E-Fuels oder Wasserstoff fossile Brennstoffe vollständig ersetzen zu können, ist den Wissenschaftern zufolge falsch. "Wir sind derzeit weit entfernt von 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Quellen - daher ist eine effiziente Nutzung dieser sauberen Energie wichtig. Wenn wir jedoch wasserstoffbasierte Kraftstoffe anstelle von direkter Elektrifizierung verwenden, wird je nach Anwendung und den jeweiligen Technologien die zwei- bis vierzehnfache Menge an Strom benötigt", erklärte der Ko-Autor der PIK-Studie, Romain Sacchi vom Paul Scherrer Institut.
Service: Studie des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK): http://go.apa.at/eIID46L5