Grundlagen E-Fuels

E-Fuels können im Verkehr der Zukunft eine wichtige Rolle einnehmen
© Foto: netzwerk A / Fabian Faehrmann

E-Fuels sind in den Augen vieler Experten eine sinnvolle Alternative zu Benzin, Diesel oder auch Kerosin. Was aber verbirgt sich genau hinter dem Treibstoff? Ein paar Grundlagen zu E-Fuels:


Datum:
22.09.2021
Autor:
Fabian Faehrmann
Lesezeit: 
6 min

4 Kommentare

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Was ist das?

E-Fuels ist der Überbegriff für Treibstoffe, die künstlich mit Hilfe von Elektrizität hergestellt werden. Es gibt verschiedene Arten, wie etwa E-Diesel, E-Kerosin oder auch E-Heizöl.

Die Wissenschaft kennt verschiedene Herstellungswege für E-Fuels. Einer der bekanntesten wird aktuell im Rahmen des Kopernikus-Projekts P2X erforscht. Zunächst muss bekannt sein, dass es sich bei Treibstoffen meist um Kohlen-Wasserstoffverbindungen handelt. So braucht es also eine Kohlenstoffquelle und eine Wasserstoffquelle.

In der Forschungsanlage scheidet zunächst ein Filter CO2 aus der Luft ab und speichert dieses. Im nächsten Schritt werden Wasserdampf und das Kohlenstoffdioxid in einer Co-Elektrolyseanlage verarbeitet. Das hier entstandene Synthesegas wird anschließend nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren in lange Kohlen-Wasserstoffketten umgewandelt. Am Ende gibt es drei Produkte: Wasserdampf, eine Art Wachs und das energiereiche E-Fuel, welches nun in einer Raffinerie zu Treibstoffen veredelt werden kann. Ähnliche Verfahren gibt es unter anderem auch für die Gewinnung von synthetischem Erdgas.

Häufig ist bei E-Fuels auch die Rede von Power-to-x Verfahren. Dabei gibt es verschiedene Formen: Power-to-Chem, Power-to-Gas oder Power-to-Liquid sind Beispiele dafür. Im Endeffekt beschreibt dieser Begriff lediglich, dass (elektrische) Energie – deshalb Power – verwendet wird, um einen bestimmten Stoff zu erzeugen.

Ganz vereinfacht kann man sagen, dass es sich bei E-Fuels um einen indirekt elektrischen Antrieb handelt, wobei der Strom anstelle der Einspeisung in einen Elektromotor in einen flüssigen Stoff umgewandelt und dann verbrannt wird.

Einsatz

E-Fuels sind bislang nur vereinzelt im Einsatz. Die Versuchsanlage im Rahmen der Kopernikus-Projekte, die in einen Seecontainer passt, kann aktuell etwa 200 Liter E-Fuel pro Tag herstellen. Größere Anlagen plant im Moment zum Beispiel das Unternehmen Ineratec. Der Erdgasanbieter Alternoil stellt derweil in einer ehemaligen E-Gas-Anlage von Audi schonheute synthetisches LNG her. Weitere Firmen sind bereits in der Produktion von E-Benzin ("Super") tätig.

Experten streiten sich regelmäßig, ob E-Fuels, im großen Stile hergestellt, auch für den Pkw-Sektor interessant sein könnten. Dafür spräche, dass man, je nach Einsatzbereich, keine neuen Motoren und keine neue Infrastruktur bräuchte. Allerdings ist die Herstellung häufig noch sehr teuer und hängt maßgeblich davon ab, wie viel grüne Energie verfügbar ist. Der Wirkungsgrad der gesamten Kette inklusive Antrieb ist bei Verbrennermotoren sehr schlecht: Studien nach liegt dieser aktuell bei grob 15 Prozent. Das liegt daran, dass die Effizienz eines Elektromotors ohnehin schon deutlich besser als die eines Verbrenners ist. Zusätzlich geht bei der Herstellung des synthetischen Treibstoffes viel Energie verloren. 

Die rechtlichen Rahmenbedingungen sind kompliziert. Beispiel: E-Diesel. Dieser gehört zu den sogenannten „paraffinischen Kraftstoffen“ und hat in der Regel eine geringere Dichte als fossiler Diesel. Heutzutage darf künstlicher Diesel zu maximal 26 Prozent einem anderen Treibstoff beigemischt und nicht alleine vertankt werden, weil Kraftstoffe in Deutschland ein gewisses Dichteniveau aufweisen müssen. Es ist also Stand heute nicht ohne weiteres möglich, den Diesel komplett durch E-Diesel zu ersetzen. Ferner müssen auch internationale Rahmenbedingungen beachtet werden, da ja nicht nur Deutsche mit deutschen Autos an deutschen Tankstellen tanken. Abseits von E-Diesel ist es von der Art des Produktes (Benzin, Heizöl, Kerosin, etc.) abhängig, ob dieser als "Reinkraftstoff" eingesetzt werden kann und darf oder nicht.

Eine Nische für E-Fuels könnten Bereiche sein, die nicht in naher Zukunft mit Akkus oder Brennstoffzellen elektrifiziert werden können. Beispiele hierfür wären der Schiffs-, oder der Flugverkehr. Auch der Rennsport könnte auf E-Fuels ausweichen, da viele Zuschauer den lauten Sound von Benzinmotoren schätzen. Ob E-Fuels auch im Straßenverkehr mit Pkw und Lkw eingesetzt werden, ist nicht zuletzt von der Mobilitätsstrategie der Politik abhängig. 

Wie teuer sind E-Fuels?

Da die Angebote an E-Fuels noch recht rar gesät sind, ist es fast unmöglich einen Preis dafür zu nennen. Zuletzt ist dieser auch davon abhängig, ob es sich um E-Diesel, E-Gas oder E-Kerosin handelt. Tendenziell liegen die Kosten für einen Liter heute aber deutlich höher, als bei einem vergleichbaren fossilen Kraftstoff. Es gibt aber einige Unternehmen, die langfristig Preise unter dem aktuellen Niveau anstreben. 

Welche Reichweite schaffen E-Fuels?

Es gab bislang kaum genormte Reichweitentests mit Fahrzeugen, die nur mit E-Fuels angetrieben werden, noch dazu ist auch hier wieder wichtig, welcher Treibstoff genau verwendet wird. Einige Experten gehen davon aus, dass im Otto- und Dieselbereich keine signifikanten Unterschiede feststellbar sein werden. 

Welche Vorteile gibt es:

+ E-Fuels verbrennen sehr sauber und ohne ungewünschte Nebenprodukte (wie z.B. Schwefel)

+ Gute Umweltbilanz, da kein fossiles CO2 freigesetzt wird

+ Infrastruktur kann beibehalten werden

Welche Nachteile gibt es:

- Teils noch teuer in der Herstellung

- Sehr schlechter Wirkungsgrad inklusive Antrieb (ca. 15 Prozent beim Ottomotor)

- Rechtlich zum Teil noch nicht als Reinkraftstoff zugelassen

HASHTAG


#E-Fuels

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KOMMENTARE


Thomas Küderli

23.09.2021 - 14:38 Uhr

Im Porsche Supercup Mobil 1 fährt bereits ein Porsche des Schweizer Rennstalls FACH AUTO TECH mit E-Fuels Treibstoff. Es hat zwar nicht zum Titel gereicht, jedoch kann man als Zuschauer keinen wirklichen Leistungsabfall erkennen. Der Wirkungsgrad müsste also höher sein als 15%. Sehe E-Fuels als tolle Variante für die Zukunft.


Ulrich Meyer

23.09.2021 - 18:38 Uhr

Mit 15% ist der in Bewegung umgesetzte Teil der Energie die zur Gewinnung des Kraftstoffes nötig war, gemeint. (Nicht der Vergleich zum fossilen Kraftstoff) Diese Zahl ist aber für eine Bewertung fast unerheblich und auch zum Teil irreführend, da beim Vergleich zum E-Auto z.B. Transportverluste in Leitungen und die Tatsache der extrem mangelhaften Speicherfähigkeit nicht betrachtet werden. E-Fuels können in geeigneten Solar und Windkraftgebieten (Z.B. Arabien oder auch Südamerika) in großen Mengen hergestellt werden und dann ohne weitere Transportverlusste in die Industrieregionen der Welt verbracht werden. Keine Infrastrukturprobleme (Leitungsnetz oder Speicherverluste bei Wasserstoff) In diesen Ländern kann Wertschöpfung betrieben werden und auch dort dann für stabile politische Verhältnisse zu sorgen und das Beste, wir können sofort beginnen und damit schon lange vor 2030 einen erheblichen Beitrag zur Vermeidung von weiterem Co2 Eintrag in die Atmosphäre und damit Klimaerwärmung leisten. Der finanzielle Aufwand beträgt nur einen Bruchteil dessen, was unsere Politik mit der Umstellung auf E-Mobilität ausgeben will! Klimaschutzkönne man tanken, eFuels , eine saubere Lösung für die Zukunft!


Daniel

24.09.2021 - 11:37 Uhr

Die Aussage zum Wirkungsgrad klingt überraschend, im Bootsbereich ist CARE Diesel bereits an vielen Tankstellen erhältlich, in Foren liest man von erfolgreichen Test im Flugverkehr (Aibus). Fraglich ist warum im Bootsbereich der Kraftstoff zugelassen ist aber im Pkw-Bereich nicht, welche rechtlichen Gründe blockieren den Einsatz?


H.D.

24.09.2021 - 12:05 Uhr

CARE Diesel ist meines Wissens nach kein eFuel, sondern ein Bio-Diesel. Er wird in Deutschland bereits verkauft, z.B. bei der Tankstellen-Kette Zieglmeier. Er kostet halt mehr, aber mit genau 15 ct/Liter mehr sollte das Zeug, welches bis zu 90% CO2-Reduktion verspricht, für die meisten leistbar sein. https://www.zieglmeier.de/hvo_diesel.html Weitere Bezugsquellen für C.A.R.E. oder HVO-Diesel siehe hier: https://toolfuel.eu/tankstellenpartner-care-diesel/


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