E-Fuels

E-Fuels sind synthetische Kraftstoffe, die mithilfe von erneuerbarem Strom hergestellt werden. Sie werden aus Wasserstoff und CO₂ produziert und können ähnlich wie Benzin, Diesel oder Kerosin genutzt werden.

E-Fuels werden auch als E-Fuel Kraftstoffe oder Elektro-Kraftstoffe bezeichnet. Die Bezeichnung „E“ steht für „elektrisch“, da für die Herstellung vor allem Strom aus erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarenergie verwendet wird.

E-Fuels gelten als mögliche Alternative zu fossilen Kraftstoffen und spielen eine wichtige Rolle in der Diskussion um klimafreundliche Mobilität.

Die Herstellung von E-Fuels erfolgt in mehreren Schritten:

1. Herstellung von Wasserstoff: Zunächst wird mithilfe von Strom Wasser per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Für klimafreundliche E-Fuels wird idealerweise Strom aus erneuerbaren Energien genutzt.

2. Gewinnung von CO₂: Anschließend wird Kohlendioxid (CO₂) aus der Luft oder aus industriellen Prozessen gewonnen.

3. Synthese zu Kraftstoff: Der Wasserstoff wird anschließend mit CO₂ kombiniert und zu synthetischen Kraftstoffen verarbeitet. Dadurch entstehen flüssige Energieträger, die herkömmlichen Kraftstoffen ähneln.

E-Fuels können in verschiedenen Formen hergestellt werden.

Beispiele für E-Fuels und E-Fuel Kraftstoffe:

• synthetisches Benzin

• synthetischer Diesel

• E-Kerosin für Flugzeuge

• synthetisches Gas

Besonders im Flugverkehr und in der Schifffahrt gelten E-Fuels als wichtige Zukunftstechnologie.

E-Fuels bieten mehrere potenzielle Vorteile für die Energie- und Verkehrswende:

• Bestehende Infrastruktur nutzbar: E-Fuels können häufig über bestehende Tankstellen, Motoren und Transportwege genutzt werden. Dadurch wären weniger technische Umstellungen notwendig als bei komplett neuen Antriebssystemen.

• Klimafreundlicher als fossile Kraftstoffe: Werden E-Fuels mit erneuerbarem Strom hergestellt, können sie die CO₂-Emissionen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen deutlich reduzieren.

• Nutzung im Schwerlast- und Flugverkehr: Besonders in Bereichen, die schwer elektrifizierbar sind, gelten E-Fuels als mögliche Lösung. Also z.B. im Flugverkehr, der Schifffahrt und im Schwerlastverkehr.

Trotz ihrer Vorteile stehen E-Fuels auch in der Kritik:

• Hoher Energiebedarf: Die Herstellung von E-Fuels benötigt große Mengen Strom. Dadurch gelten sie aktuell als weniger effizient als direkte elektrische Antriebe, etwa bei Elektroautos.

• Hohe Produktionskosten: E-Fuels sind derzeit deutlich teurer als fossile Kraftstoffe. Die Kosten hängen unter anderem ab von Strompreisen, Produktionsanlagen und der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien.

• Begrenzte Verfügbarkeit: Aktuell gibt es noch wenige Produktionsanlagen für E-Fuels, weshalb die verfügbaren Mengen begrenzt sind.

E-Fuels gelten häufig als potenziell klimaneutral, wenn für ihre Herstellung ausschließlich erneuerbare Energien genutzt werden.

Das bei der Verbrennung freigesetzte CO₂ entspricht idealerweise der Menge, die zuvor für die Herstellung entnommen wurde.

Allerdings hängt die tatsächliche Klimabilanz stark davon ab:

• wie der Strom erzeugt wird

• wo die Produktion stattfindet

• wie energieeffizient die Herstellung ist

Im direkten Vergleich sind Elektroautos deutlich effizienter als Fahrzeuge mit E-Fuels. Der Grund: Bei einem Elektroauto wird Strom direkt in der Batterie gespeichert und anschließend im Elektromotor genutzt. Dadurch gehen deutlich weniger Energieanteile verloren.

Bei E-Fuels ist der Weg länger: Erneuerbarer Strom wird zunächst genutzt, um Wasserstoff herzustellen. Anschließend wird dieser mit CO₂ zu synthetischem Kraftstoff verarbeitet, transportiert und später in einem Verbrennungsmotor genutzt. Bei jedem dieser Schritte entstehen Energieverluste.

Elektroautos:

• nutzen Strom direkt

• haben einen hohen Wirkungsgrad

• verursachen im Betrieb keine direkten Abgase

• sind besonders effizient im Pkw-Verkehr

E-Fuels:

• können bestehende Verbrennungsmotoren nutzen

• lassen sich ähnlich wie Benzin oder Diesel transportieren und tanken

• benötigen aber deutlich mehr Energie in der Herstellung

• sind vor allem für schwer elektrifizierbare Bereiche relevant

Fazit: Für normale Pkw sind Elektroautos in der Regel die effizientere Lösung. E-Fuels sind weniger effizient, können aber dort sinnvoll sein, wo Batterien an ihre Grenzen stoßen: zum Beispiel im Flugverkehr, in der Schifffahrt oder im Schwerlastverkehr.

E-Fuels könnten künftig eine wichtige Rolle in der Energiewende spielen – vor allem in Bereichen, in denen eine vollständige Elektrifizierung schwierig oder technisch kaum möglich ist.

Dazu zählen:

• Flugverkehr

• Schifffahrt

• Schwerlastverkehr

• bestimmte Industrieprozesse

In diesen Bereichen gelten synthetische Kraftstoffe als mögliche Alternative zu fossilen Brennstoffen, da bestehende Motoren und Infrastrukturen weiterhin genutzt werden können.

Gleichzeitig sind E-Fuels sehr energieintensiv in der Herstellung. Deshalb werden sie voraussichtlich nicht flächendeckend eingesetzt, sondern gezielt dort, wo batterieelektrische Lösungen an ihre Grenzen stoßen.

Experten sehen E-Fuels daher nicht als alleinige Lösung, sondern als ergänzenden Bestandteil eines zukünftigen Energiemixes mit erneuerbaren Energien, Wasserstoff und Elektromobilität.

Viele Länder und Unternehmen investieren derzeit in die Entwicklung und Produktion von E-Fuels. Auch verschiedene E-Fuel Hersteller arbeiten daran, synthetische Kraftstoffe künftig in größerem Maßstab verfügbar zu machen.

Gründe dafür sind:

• Klimaschutz

• Reduzierung fossiler Kraftstoffe

• nachhaltigere Mobilität

• Nutzung erneuerbarer Energien

Experten gehen davon aus, dass E-Fuels künftig vor allem in Bereichen eingesetzt werden, in denen Batterietechnologien an Grenzen stoßen.