E-Fuel versus Batterie Studie: Klimaneutrale Kraftstoffe sind effizienter als ihr Ruf
Sollten sich synthetische Kraftstoffe durchsetzen, könnte die vorhandene Tankstelleninfrastruktur weiter genutzt werden.
Berlin Die Mineralölwirtschaft sucht händeringend nach Möglichkeiten, klimaneutral zu werden. Die Hoffnung der Unternehmen ruht auf synthetischen Kraftstoffen, die auf der Basis von grünem Wasserstoff hergestellt werden.
Diese Kraftstoffe, auch E-Fuels genannt, sind klimaneutral. Doch sie haben einen gravierenden Nachteil: Im Vergleich zum direkten elektrischen Antrieb per Batterie gelten sie als enorm ineffizient.
Grund für diese Ineffizienz sind die verschiedenen Umwandlungsschritte, die zur Herstellung erforderlich sind: Strom aus erneuerbaren Quellen wird zunächst per Elektrolyse in grünen Wasserstoff umgewandelt, aus dem Wasserstoff wird beispielsweise Methanol hergestellt.
Methanol lässt sich sehr gut speichern und transportieren. Aus dem Methanol können im Raffinerieprozess Kraftstoffe – etwa Diesel, Benzin oder Kerosin – hergestellt werden. Auf dem Weg dorthin verpufft jedoch ein großer Teil der Energie. Beim Batterieantrieb hingegen sieht die Bilanz ganz anders aus: Der Ökostrom lädt den Akku und wird zum ganz überwiegenden Teil für den Antrieb genutzt.
Eine Studie des Beratungsunternehmens Frontier Economics für den Mineralölwirtschaftsverband (MWV) und Uniti, den Verband mittelständischer Mineralölunternehmen, kommt allerdings zu dem Ergebnis, dass man den Effizienzvergleich neu justieren muss. Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor, die mit klimaneutralen Kraftstoffen angetrieben werden, weisen der Studie zufolge eine ähnlich gute Energie-Gesamtbilanz auf wie batteriegetriebene Fahrzeuge.
Ausschlaggebend für dieses Ergebnis ist der Umstand, dass die Studie die extremen Unterschiede von Wind- oder Solaranlagen je nach Standort mit in die Berechnung einbezieht. Konkret heißt das: Eine Solaranlage an einem durchschnittlichen Standort in Deutschland erzeugt nur rund 40 Prozent der Strommenge pro Jahr, die eine vergleichbare Anlage in Nordafrika produziert. Dieser höhere Stromertrag pro Anlage kann über den Import von Wasserstoff oder synthetischen Kraftstoffen nach Deutschland im Straßenverkehr genutzt werden.
Für batterieelektrische Fahrzeuge sei man hingegen weitgehend auf die weniger effiziente Stromerzeugung im Inland angewiesen, argumentieren die Autoren der Studie. Dieser Umstand lasse den Effizienzvorteil des batterieelektrischen Antriebs dahinschmelzen.
Kraftstoff der Zukunft?
„Die Studie belegt, dass es bei einer gesamtheitlichen Betrachtung aller relevanten Effizienzkriterien kaum einen Effizienzunterschied zwischen Fahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb und solchen Fahrzeugen gibt, die mit klimafreundlichen strombasierten Kraftstoffen angetrieben werden“, sagte Studienleiter Jens Perner von Frontier Economics am Montag bei der Präsentation der Studie. Grund sei insbesondere die Importfähigkeit von strombasierten Kraftstoffen, die es ermögliche, hochertragreiche Standorte zur Produktion von Wind- und Solarstrom weltweit zu nutzen.
Die Überlegung fußt auf der Annahme, dass in den kommenden Jahren ein Weltmarkt für grünen Wasserstoff entsteht. An den besonders günstigen Standorten in Nordafrika, Australien oder auch Südamerika wird er dann in großen Mengen hergestellt, vor Ort beispielsweise in Methanol umgewandelt und dann per Schiff nach Europa transportiert. Auch ein Pipelinetransport ist grundsätzlich denkbar.
Fossile Brennstoffe ohne Zukunft
Für die Mineralölwirtschaft geht es um viel. Die Unternehmen sind sich darüber bewusst, dass fossile Brennstoffe auf mittlere Sicht aus Gründen des Klimaschutzes keine Zukunft haben. Sie setzen daher auf synthetische Kraftstoffe, die fossile Kraftstoffe sukzessive ersetzen können.
Zu den unbestrittenen Pluspunkten synthetischer Kraftstoffe zählt, dass die bereits vorhandene Tankstelleninfrastruktur weiter genutzt werden kann. Außerdem lassen sich synthetische Kraftstoffe auch im Fahrzeugbestand einsetzen.
Da allein in Deutschland rund 47 Millionen Pkws mit Verbrennungsmotor zugelassen sind, sind die Potenziale auf Jahre hinaus groß. Zudem gibt es Anwendungsfälle, für die aus heutiger Sicht allein E-Fuels in Betracht kommen, etwa im Flug-, Schiffs- und Schwerlaststraßenverkehr.
Regulatorisch sind die synthetischen Kraftstoffe allerdings im Hintertreffen. Batteriegetriebene Fahrzeuge genießen eine Reihe von Vorteilen, die sie aus Käufer- und Herstellersicht besonders attraktiv machen. So gibt es Kaufprämien für E-Autos, außerdem werden sie bei der Berechnung der CO2-Flottengrenzwerte als Null-Emissions-Fahrzeuge bewertet.
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Wenn e-Fuels nach Europa importiert werden, sollten diese teuren Säfte effizient genutzt werden. Die Technik dazu ist bereits installiert: GUD Kraftwerke. Diese können den e-fuel zu 65% in Strom umwandeln und in Batterie getriebenen Fahrzeugen zu 75-80% in den Vortrieb umgesetzt werden (inklusive Ladeverluste). Damit werden vom e- Fuel Brennstoff ca. 50% der Energie in Vortrieb gewandelt. D.h. wenn ich zu 75% direkt Strom aus erneuerbaren Quellen tanke und zu 25% aus e-Fuel hergestellter Strom, so lande ich bei rund 70% Gesamteffizienz des Batterieautos.
Ein Verbrenner hat nach wie vor eine Effizienz von 10 bis 15% mit Kolbenmotoren im Verkehr wegen ständigem Teillastbetrieb (bei Vollast 25-35%). E-Fuel betriebene Fahrzeuge hätten ca. 40 bis 45% Wirkungsgrad mit Brennstoffzellen für Methanol oder Wasserstoff.
Das Batterieauto gewinnt also mit 30% Verlusten gegen 55% bis 60% beim e-Fuel Antrieb und 90 bis 95% Verlusten gegenüber dem Kolbenmotor.
Für LKWs und Flugzeuge sieht dies anders aus. Hier sind e-Fuels (Flugzeuge) oder Wasserstoff(LKWs) vor allem im Langstreckenbereich sinnvoll.
Man bedenke auch, dass ein e-fuel Auto aber nie nur Strom direkt aus heimischer Produktion laden kann. Dies heisst, dass wir wieder Abhängig sind von irgendwelchen Regimes, welche unsere Werterhaltung nicht teilen. Beim e-Auto kann ich den Strom auf meinem Dach erzeugen. Dazu reichen 3.5 kW installierte Leitung oder eine Fläche von 17.5 m2. Ich tankte meinen Tesla 3 über ca. 19600 km in einem Jahr Jahr mit 3420 kWh Strom. Das sind rund 9.5 kWh pro Tag. Diese Strommenge kann ich leicht zu Zeiten niedriger Kosten tanken. Ich kann es sogar dem Versorger überlassen, wann er betanken möchte.
Da ich sogar Spass am Elektroauto habe. kann ich mit Überzeugung sagen. Ich gehe nie mehr zurück zum Verbrenner.
Daß die Mineralölwirtschaft händeringend nach "klimaneutralen" Kraftstoffen sucht wage ich zu bezweifeln.Die können den Klimawahn ganz beruhigt aussitzen.Eine Erwärmung ist positiv,eine Abkühlung hätte verheerende Folgen,wie die Vergangenheit eindrücklich mit Kriegen ,Völkerwanderungen ,Epidemien ,Hungersnöten bewiesen hat.Wenn Europa sich zum Armenhaus verwandelt ist das für Mineralölkonzerne kein Problem,Europa hat weniger als 10% der Weltbevölkerung und wird bald unter 5% liegen.
Primärenergiebedarf der Bubdesrepublik!
Heute werden ca 14% des Primärenergiebedarfs regenerativ in D erzeugt. Es ist doch völlig klar, dass zur Deckung des Bedarfs Energie auf unabsehbare Zeit importiert werden muss. Wenn diese Energie klimaneutral erzeugt werden soll: was gäbe es denn als Alternative zu E-Fuels? Auch wenn es teuer wird, was käme denn in Frage? Aber es will offenbar niemand (außer guten Ingenieurgesellschaften) so richtig umfassend denken, weil dann das Batterieauto erkannt wird als das, was es ist: ein teures, schweres, unpraktisches Fortbewegungsmittel für viele Privatpersonen.