E-Fuels und pinke Einhörner - #RestartThinking

Die Diskussion um E-Fuels ist zwar nicht mehr so präsent wie vor einigen Monaten. Dennoch gibt es noch immer Leute, die krampfhaft an dieser irrationalen und der Physik widersprechenden Idee festhalten. Mit Vernunft und rationalen Gedanken ist dem nicht beizukommen, denn es geht entweder um Angst vor Veränderungen oder um monetäre Interessen. Aber oft geht es um beides. Eine Einordnung und ein Erklärungsversuch.

Was haben jetzt pinke Einhörner mit E-Fuels zu tun? Pinke Einhörner sind Fabelwesen, die sich meist weibliche, junge Menschen wünschen. Diese Tiere fallen demnach in das Reich von Träumen über eine vermeintlich bessere Welt.

Zwar sind E-Fuels im Gegensatz zu pinken Einhörnern grundsätzlich möglich. Aber der Einsatz bei der flächendeckenden bodengebundenen Mobilität ist Träumerei. Dennoch wollen Leute, die das Gestern um jeden Preis bewahren wollen – die sogenannten #GesternKleber – diese Technologie. Dann kann alles bleiben wie es ist, denn Veränderungen sind ihnen zuwider.

Was sind E-Fuels nicht?

Es gibt auch Biokraftstoffe oder XtL-Kraftstoffe, die gerne mit E-Fuels irrtümlicherweise gleichgesetzt werden. Der CDU-Politiker Christoph Ploß blamierte sich im März 2023 mit einer Aussage, wonach man an vielen Stellen in Deutschland und Europa bereits E-Fuels tanken könne.(1) Dabei zeigte seine Darstellung aber Tankstellen, an denen es hauptsächlich Biokraftstoffe gibt. Diese haben aber mit E-Fuels nichts zu tun.

Biokraftstoffe sind organische Kraftstoffe, die auf Basis von pflanzlichen Bestandteilen erzeugt werden. Das Problem mit pflanzlich basierten Kraftstoffen ist, dass dafür Pflanzen angebaut werden müssen. In kleinen Mengen mag das noch eine Option sein. Die Branche argumentiert häufig damit, dass Reststoffe wie Pflanzenreste oder altes Speiseöl verwendet werden können, doch sobald das für größere Mengen skaliert werden muss, wird die Klimabilanz etwa durch intensive Landwirtschaft zunichte gemacht. Eine der bekanntesten Varianten ist HVO100. Das ist ein Dieselkraftstoff, der aus hydrierten Restspeisefetten gewonnen werden kann.

Außerdem gibt es noch XtL-Kraftstoffe. Das „X“ steht hier als Platzhalter für Bestandteile, die dann in einem chemischen Prozess verflüssigt werden. Üblich sind zum Beispiel GtX (Gas-To-Liquid), CtX (Coal-To-Liquid) oder auch BtL (Biomass-To-Liquid). Hier kommen, neben Biomasse, weiter urfossile Quellen zum Einsatz, die zwar aus Abfällen gewonnen werden können, aber für den Klimaschutz weiterhin schädlich sind.

Was sind E-Fuels?

Das sind Kraftstoffe, die genauso wie die bisher genutzten fossilen Kraftstoffe durch einen Verbrennungsprozess Fahrzeuge antreiben können. Da fossile Kraftstoffe stark klimaschädlich sind, versprechen E-Fuels einen klimaneutralen Antrieb. Dabei steht das „E“ für „Electric“.

Gemäß der Theorie benötigt man dazu CO2 und Wasserstoff. Da fängt das Problem bereits an.

Wie stellt man das CO2 für E-Fuels her? (2)

Die Idee CO2, welches als Treibhausgas Probleme macht, für E-Fuels zu nutzen klingt verführerisch. Dazu muss das Direct-Air-Capture (DAC) Verfahren angewendet werden. Das gibt es derzeit in zwei Varianten:

Solid DAC oder kurz „S-DAC“ steht für Anlagen mit festen Absorptionsstoffen, die unter Vakuum und mittleren Temperaturen (80-120 °C) betrieben werden.
Liquid DAC oder kurz „L-DAC“ nutzt flüssige Absorptionsstoffe, wie Kaliumhydroxid, unter hohen Temperaturen (zw. 300 und 900 °C).

Das klingt aufwändig, ist es auch. Sie können sich DAC Anlagen wie große Staubsauger vorstellen. Große Ventilatoren saugen die Luft ein, dann wird in den beschriebenen technischen Verfahren unter immensem Energieeinsatz aufwendig CO2 gefiltert und das Gas dann weiter aufkonzentriert, um die benötigte Qualität zu haben. Je nach Luftqualität des Standorts sind noch Reinigungsstufen nötig.

Und anschließend muss genügend Platz und Kapazität vorhanden sein um das entnommene CO2 zu speichern oder um es gleich weiter zu verarbeiten. Man spricht vom sogenannten DACCS (Direct Air Carbon Capture and Storage – wenn das CO2 eingelagert wird) oder DACCU (Direct Air Carbon Capture and Usage – also der Verwendung).

Angesichts dieses Aufwandes verwundert es nicht, dass derzeit erst 18 Anlagen weltweit betrieben werden (Stand 2022). Diese befinden sich in der EU, den USA und Kanada. Viele der Anlagen sind erst im Teststadium und erzeugten 2022 ein Volumen von 10.000 Tonnen CO2 pro Jahr (0,01 Mt). Perspektivisch sollen laut der Internationalen Energieagentur (IEA) bis 2030 sollen 5,5 Megatonnen (also 5,5 Millionen Tonnen) abgeschieden werden. Bei einem derzeitigen CO2 Ausstoß von 37,1 Milliarden Tonnen pro Jahr (3) ergo etwa 100 Millionen Tonnen pro Tag sieht man schon, dass uns diese Technologie die Veränderung nicht abnehmen wird können.

Etwas weiter verbreiteter sind sogenannte CCS- und CCU-Anlagen bzw. eine Kombination aus beiden (CCUS). Diese können bei Großanlagen wie Gas- oder Kohleheizkraftwerken CO2 aus den Rauchgasen abscheiden. CCS- und CCU-Verfahren sind wesentlich günstiger als DAC, aber in der Fläche werden sie nicht angewendet, denn die Fragen nach der ordnungsgemäßen Lagerung von CO2 in der Erde (CCS – Carbon Capture and Storage) ist nach wie vor nicht hinreichend geklärt. Die Verwendung des abgeschiedenen CO2 (CCU – Carbon Capture and Usage) für etwa E-Fuels oder andere chemische Anwendungen steckt auch noch in den Kinderschuhen. Um die Verhaltensänderung und Dekarbonisierung unserer Wirtschaft und Gesellschaft werden auch mit dieser Technik nicht herumkommen.

RestartThinking-Blog E-Fuels und pinke Einhörner

Eines ist wesentlich: Solange das für E-Fuels nötige CO2 aus der Verbrennung fossiler Energieträger und nicht aus der Luft stammt, ist der ganze Prozess mit E-Fuels keine Lösung, sondern verlagert das Problem der Erderhitzung durch CO2 nur auf später.

Woher stammt der Wasserstoff für die E-Fuels?

Auch bei diesem Thema wird es nicht wesentlich besser. Man benötigt etwa vier Teile elektrische Energie um in einem Elektrolyseur einen Teil Wasserstoff herzustellen. Der Prozess ist ineffizient. Und wenn die notwendige Energie nicht regenerativ erzeugt wird, gewinnt man bei der E-Fuels-Erzeugung überhaupt nichts.

Wie der Name schon sagt, wird auch Wasser in bestimmter Qualität für Wasserstoff benötigt. Zudem brauchen die Elektrolyseure je nach Konfiguration bestimmte Materialien, wie seltene Erden. Marlene Buchinger hat im Jahr 2021 eine vierteilige Serie zum Thema Wasserstoff zusammengestellt. Hier lesen Sie im #RestartThinking Blog mehr zum Thema Wasserstoff, dessen Erzeugung, den Arten und der Verwendung.

Spoiler Alert: Im Jahr 2021 wurde noch nicht einmal 1 % des weltweit erzeugten Wasserstoffes „grün“, also mit erneuerbaren Energien, hergestellt. (4)

Die Erzeugung von E-Fuels

Aus diesen beiden durch viel (Energie-)Aufwand gewonnen Rohstoffen, CO2 und Wasserstoff, entstehen in einem weiteren energieintensiven Prozess die sogenannten E-Fuels. Diese wahnsinnig aufwändig produzierte Flüssigkeit wird dann in einem Verbrennungsprozess mit nur etwa 25 % Wirkungsgrad verbrannt und dann erst in benötigte Bewegungsenergie umgesetzt. Das bedeutet, dass schlussendlich nur 10-13 % der Primärenergie genutzt werden und der Rest verloren ist.

Mithilfe weiterer ressourcen- und / oder energieintensiver Prozesse können E-Fuels in flüssiger oder gasförmiger Form (z.B. E-Methan) erzeugt werden. Daher werden E-Fuels auch als Power-To-Liquid- oder Power-To-Gas-Kraftstoffe bezeichnet (kurz PtX).

Wasserstoff in verschiedenen Anwendungen: Power-to-X — Power-to-X: Wie kann Wasserstoff eingesetzt werden? Öko-Institut, 2019

Ist „E“ immer klimafreundlich?

Damit E-Fuels eine Chance haben im Grundsatz klimafreundlich zu sein,

muss das verwendete CO2 mittels DAC Prozessen aus der Luft gesaugt werden.
muss der verwendete Wasserstoff „grün“ sein. Das ist derzeit nicht einmal 1 % der derzeitigen weltweiten Gesamtproduktionskapazität. Daher werden die benötigten erneuerbare Energiekapazitäten wohl eher benötigt werden, um wasserstoffintensive Prozesse (Stahlproduktion, Chemie, Düngemittel) mit grünem Wasserstoff zu versorgen.
muss die benötigte elektrische Energie in der gesamten Prozesskette aus 100% erneuerbaren Energien bestehen. Angesichts der Tatsache, dass Produktionskapazitäten für erneuerbare Energien noch immer knapp sind und nie unendlich vorhanden sein werden, ist der flächendeckende Einsatz von E-Fuels fraglich.

Selbst wenn all die oben genannten Punkte klimaverträglich umgesetzt werden: Im Verbrennungsprozess wird das zuvor mit viel Energieaufwand der Luft entzogene CO2 wieder zusammen mit schädlichen Stoffen, wie Stickoxiden, Kohlenmonoxid und Feinstaub freigesetzt.(5)

Warum sind E-Fuels nicht sinnvoll?

E-Fuels können grundsätzlich treibhausgasneutral sein. Aber sie sind es bisher nicht. Selbst wenn sie es wären, bleiben große Probleme zurück, die sich teilweise auch nicht lösen lassen, weil die Physik entgegensteht.

Mehr Ineffizienz geht nicht:

Ausgehend von der eingesetzten Primärenergie bleiben beim Antrieb nur noch 10-15% übrig. Das ist eine desaströse Bilanz, insbesondere wenn man bedenkt, dass Energie ein knappes Gut ist und (und eigentlich schon immer war) und wir Energie bewusst und möglichst effizient einsetzen müssen. Einige sehen hier großes Innovationspotential. Aber daran kann sich nur marginal etwas ändern, denn die Thermodynamik ist wie sie ist.

Es geht längst besser:

Im Antriebsbereich für bodenbasierte Mobilität gibt es längst Konzepte, die deutlich überlegen sind. Die batterieelektrische Antriebsform ist mindestens 5x effizienter. Ein elektrischer Antrieb verursacht im Betrieb außerdem keine weiteren Emissionen, Bremsstaub wird durch Rekuperation reduziert und es entsteht weniger Lärm. Auch die Brennstoffzelle ist dem batterieelektrischen Antrieb unterlegen. Hier liegt die die Effizienzsteigerung immerhin bei einem Faktor 2-3.

Wenn jetzt jemand meint, bei LKW wäre ein batterieelektrischer Antrieb nicht möglich, der irrt. Auch in dieser Bereich setzt sich zunehmend die Batterie durch und sogar die Brennstoffzelle scheint aufgrund immer besserer Batterien im LKW erledigt zu sein. Eventuell werden E-Fuels für Spezialanwendungen, wie Oldtimer oder Schwerlasttransporte, gebraucht werden. Das sagen nicht wir, sondern der MAN-Chef Alexander Vlaskamp in einem sehr spannenden Interview (6).

Es gibt nicht genug:

E-Fuels wird man in den Bereichen brauchen, die sich nicht so einfach elektrifizieren lassen. Dass soll zwar nicht bedeuten, dass die Elektrifizierung nie möglich sein wird (in der Batterieentwicklung passiert aktuell sehr viel), aber es wird länger dauern. Das betrifft die Bereiche Luftverkehr, Schifffahrt und Teile der Industrie. Schaut man nun auf die weltweiten Kapazitäten, so würden die bisher geplanten E-Fuels Mengen gerade mal für 10% des deutschen (!) Bedarfs reichen. Vom weltweiten Bedarf sind die projektierten Kapazitäten weit entfernt. Das bedeutet, dass E-Fuels in der nötigen Menge selbst für die Bereiche knapp sind, die nach aktuellem Stand der Technik darauf angewiesen sind. Die Folge wird sein, dass E-Fuels, falls sie vorhanden sind, teuer sein werden. Und da es eh nicht genug gibt und diese preislich unattraktiv sind, werden diese bei der bodengebundenen Mobilität schon deshalb nicht zum Einsatz kommen. Dazu kommt, dass es, wie oben erwähnt, längst besser geht.

Warum halten manche dennoch an E-Fuels fest?

E-Fuels fallen also in das Reich der Wunschträume einiger #GesternKleber, wo wir wieder bei den pinken Einhörnern wären. Wir hatten dazu bereits im Jahr 2021 einen Beitrag im #RestartThinking Blog über E-Fuels „E-Fuels – Rettung für den Verbrennungsmotor“ veröffentlicht – seitdem hat sich nicht wesentlich verändert. Die Aussage von Mario Buchinger von damals, Verbrennungsmotoren als „ineffiziente Ölheizungen“ zu bezeichnen, wird immer deutlicher.

Das zeigt sich auch, dass die oft gefeierte Pilotanlage von Porsche in Chile bisher auch eher ein Flop ist. Das DAC Verfahren funktioniert bisher nicht, weshalb CO2 mittels dieselbetriebenem LKW angeliefert wird. Auch gibt es noch immer nicht genug erneuerbare Energie, da die chilenische Regierung bisher nicht mehr Windräder genehmigt hat. Das eine Windrad, was man oft auf Abbildungen sieht, hat eher Symbolcharakter. Dazu kommt, dass der erzeugte Sprit auch erstmal irgendwie nach Europa kommen muss. Klimafreundlich wird das sicher nicht passieren und die für den Beginn prognostizierte Menge von 130.000 Litern pro Jahr ist sehr klein.(7) Allein Österreich braucht jedes Jahr gesamt knapp 10 Milliarden Liter Benzin und Diesel.(8)

Menschen tun sich mit Veränderungen sehr schwer. Manche haben regelrecht Angst davor und reden sich auch die schlechtesten Dinge schön. Noch im Jahr 2023 müssen wir Leuten erklären, dass wir als Elektroautofahrende nie an einer Ladesäule übernachten mussten oder irgendwelche Wartezeiten hatten und sich durch Elektroautos Reisezeiten nicht verlängern. Aber derartige Desinformationen werden nach wie vor gestreut und einige recht verzweifelte Menschen klammern sich daran. Ihnen werden E-Fuels, entgegen aller Vernunft und aller Evidenz, als die große Hoffnung versprochen.

Haupttreiber in diesem Spiel sind die Unternehmen der Fossil-Lobby. Interessensgruppen, die für E-Fuels lobbyieren, werden von den einschlägigen Akteuren, vielen kleineren Tankstellenbetreibern bis hin zu den großen Ölproduzenten finanziert. Diese versuchen, ihre sterbenden Geschäftsmodelle gegen jede Evidenz zu erhalten oder zumindest den Sterbeprozess möglich lange hinauszuzögern, selbst wenn damit unser Lebensraum zerstört wird. Nicht nur künftige Generationen, sondern auch wir im Jetzt und Heute bekommen dadurch immer größere Probleme.

Wenn sich jetzt jemand fragt, was Öl-Konzerne von E-Fuels haben, da E-Fuels kein Erdöl mehr brauchen, ist die Antwort einfach. Es gibt ein Tankstellennetz und weitere Infrastrukturen für flüssige Antriebsstoffe. Diese würde man auch bei E-Fuels weiter nutzen können. Beim Elektroauto hingegen werden Tankstellen komplett überflüssig. Auch die Vorketten wie Tankwagenlogistik und Lager braucht man nicht mehr. Elektroautos laden einfach, wenn sie sowieso rumstehen. Ein Auto steht sehr lange und oft rum, weshalb das Verkehrsmittelauto generell infrage gestellt werden muss.

Letztlich sind es monetäre Interessen der sterbenden Branchen, die die mehr oder weniger große Angst vor Veränderungen bei vielen Menschen nutzen, um weiterhin unseren Lebensraum zerstören zu können.

Fazit

E-Fuels sind bei der landbasierten Mobilität keine Option und werden es nie sein. Wer dennoch daran festhält, handelt entgegen der evidenten Erkenntnisse der Physik und gegen jede Verantwortung. Gier und angstbasierte Emotionen sind der Haupttreiber für dieses irrationale Verhalten.

Diejenigen in Wirtschaft und Politik, die E-Fuels als echte Option für die Zukunft verkaufen, gaukeln Menschen, die sich nicht verändern wollen, eine trügerische Hoffnung vor. Diese Hoffnung wird einerseits sicher enttäuscht und andererseits für die betreffenden Menschen sehr teuer. Dazu kommt, dass in den Teilen der Welt, die darüber entscheiden, was sich entwickelt, die Entscheidung gefallen ist. In Ostasien sind kraftstoffgetriebene Fahrzeuge kein Thema mehr. Folglich führt das Festhalten an der längst überholten Verbrennungstechnik zum eigenen Wettbewerbsnachteil. Daher hat das Kleben an Altem nicht nur Folgen für Umwelt und Klima, sondern auch für den eigenen Wohlstand. Die Ignoranz von heute sind die Kosten und Insolvenzen von morgen.

Haben Sie Fragen zur Klimatransformation in Ihrem Unternehmen? Beispiele können E-Mobilität, neue Verkehrskonzepte oder auch die passenden Prozessveränderungen sein. Dann schreiben Sie uns eine Nachricht.

#RestartThinking
Veränderung. Denken. Können.

Herzliche Grüße
Marlene & Mario Buchinger

Quellen:

Das Video von Harald Lesch zum Thema E-Fuels ist sehr empfehlenswert: