Synthetische Kraftstoffe: Rettung für den Verbrennungsmotor?

Die Entwicklung von alternativen Kraftstoffen läuft auf Hochtouren.
© Foto: Shell

Mit welchen Motoren in eine saubere und nachhaltige Mobilität? Das ist eine der Kernfragen in der Autoindustrie. Wissenschaftler und Firmen feilen längst an Möglichkeiten, die Lebensdauer von Diesel- und Ottomotoren zu verlängern.

Von Annika Graph, dpa

Sauberen Diesel oder Benzin aus Strom und CO2 herstellen? Das klingt nach Hexenküche, dabei beschäftigen sich längst Wissenschaftler mit dem Thema: "Durch die Herstellung von nachhaltigen Flüssigkraftstoffen, lassen sich aktuelle Verbrennungsmotoren betreiben, ohne klimaschädliches CO2 auszustoßen", sagt Jakob Burger, Verfahrenstechniker an der Technischen Universität Kaiserslautern. Seit die Grünen ihr Verbot für den Verbrennungsmotor im Jahr 2030 ins Spiel gebracht haben, ist immer häufiger die Rede von sogenannten "synthetischen Kraftstoffen" oder "e-fuels". "Damit werden die Karten neu gemischt", jubelte der Cheflobbyist der Autobranche, Matthias Wissmann, jüngst.

Nach den bekannten Biokraftstoffen ist inzwischen die Rede von der "Power-To-X"-Methode. "Mit Hilfe von Elektrolyse kann man Strom in Wasserstoff umwandeln und durch Zugabe von CO2 Kraftstoffe erzeugen", beschreibt Prof. Stefan Pischinger vom Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen das Verfahren. Auf diese Weise kann Gas oder flüssiger Kraftstoff hergestellt werden.

In Deutschland testen die ersten Firmen das Verfahren. Audi betreibt im niedersächsischen Werlte eine Power-To-Gas-Anlage. Die 2010 gegründete Firma Sunfire stellt in Dresden Flüssigkraftstoffe her. Audi will künftig zusammen mit Sunfire e-Diesel produzieren.

Flüssige Kraftstoffe besitzen hohe Energiedichte

"Flüssige Kraftstoffe sind das Optimum, weil sie eine sehr hohe Energiedichte haben. Außerdem kann man die gut lagern und transportieren - es gibt schon das Netz und auch die entsprechende Motorentechnik", sagt Burger. An der TU Kaiserslautern beschäftigt man sich seit Jahren mit dem Thema. "Die letzte Klasse, die so richtig aufkam, sind die Oxygenmethylenether kurz: OME", so Burger.

"Untersuchungen mit OME-Kraftstoff zeigen bei identischen Betriebsparametern deutlich verbesserte Wirkungsgrade als mit Dieselkraftstoff", erläutert Michael Günthner vom Lehrstuhl für Antriebe in Kaiserslautern. Der Vorteil sei, dass die Verbrennung dank des hohen Sauerstoffanteils sauberer abläuft. Außerdem kann der e-Diesel schrittweise mit seinem fossilem Pendant gemischt werden.

An der RWTH Aachen kommt man zu ähnlichen Ergebnissen: Mit synthetischen Kraftstoffen seien teilweise Wirkungsgradsteigerungen von mehr als zehn Prozent erreicht worden und Emissionen nahezu Null bei Stickoxiden und Partikeln, so Stefan Pischinger. Nach dem heutigen Stand blieben vom Strom - je nach Kraftstoff - etwa 45 bis 60 Prozent Energie übrig. "Wir werden beim Wirkungsgrad aber sicher noch besser, und somit in Richtung von mehr als 60 Prozent kommen."

Hohe Herstellungskosten

Ein Nachteil sind bislang noch die Kosten. "Wenn man Power-to-Gas sinnvoll betreibt und und es Power-to-Gas-Anlagen in größeren Stückzahlen gibt, betragen die Kosten für das synthetische Methan circa 10 Cent pro Kilowattstunde", sagt Reinhard Otten, zuständig für nachhaltige Produktentwicklung bei Audi. An der Tankstelle koste heute ein Liter Superbenzin ähnlich viel, rechnet Otten vor: "Mit Steuern sind wir bei 14 bis 15 Cent pro Kilowattstunde." Die Herstellkosten lägen dagegen bei 40 bis 50 Cent pro Liter - also viereinhalb bis fünfeinhalb Cent pro Kilowattstunde. "An diese fossilen Preise kommen wir heute mit dem Verfahren noch nicht dran", sagt Otten. "Da hat der Klimaschutz einen Preis."

Auch die Klimabilanz ist ein Punkt: Der Lehrstuhl für Bauphysik und ganzheitliche Bilanzierung an der Uni Stuttgart hat den CO2-Verbrauch bei der Herstellung von synthetischem Diesel und fossilen Kraftstoffen gegenübergestellt. Das Ergebnis: Nur wenn Strom aus erneuerbaren Energien verwendet wird, ergibt sich ein Vorteil. Beim heute in Deutschland vorherrschenden Strommix sei das nicht der Fall.

Dabei dürfte das mit Hilfe von Elektrolyse hergestellte Gas schon jetzt rein gesetzlich nur in das Erdgas-Netz eingespeist werden, wenn erneuerbarer Strom und biogenes CO2 verwendet wird, so Otten. Audi hat deshalb seine Anlage bewusst in Norddeutschland aufgestellt, wo der Anteil erneuerbarer Energien höher ist. Genau da setzt die Kritik von Umweltschützern wie Greenpeace an: "Bislang gibt es noch keine überschüssigen erneuerbaren Energien", sagt Daniel Moser, Verkehrsexperte bei Greenpeace. Hinzu komme die fehlende Infrastruktur zur Herstellung.

Hohe Steuern und Abgaben

Aber auch aus der Politik fehlt es an Unterstützung, klagen Audi und Sunfire. Zwar war wird "Power-to-X" von der Bundesregierung unter den sogenannten Kopernikus-Projekten gefördert. Die Anlagen würden aber im Gegensatz wie normale Stromverbraucher mit hohen Steuern und Abgaben belastet. "Solange sich diese Rahmenbedingungen nicht verbessern, werden Investoren vorsichtig bleiben" heißt es bei Sunfire. "Zur Zeit ist die Wirtschaftlichkeit der Anlagen aufgrund politischer Randbedingungen problematisch", heißt es bei Audi.

Wird der verheißungsvolle synthetische Kraftstoff also an der mangelnden Unterstützung scheitern? "Man muss das politisch fördern, damit die synthetischen Kraftstoffe sich lohnen - durch entsprechende Prämien oder Strafen für fossile Kraftstoffe", fordert Jakob Burger von der TU Kaiserslautern. Sein Kollege Günthner sieht ein "Henne-Ei-Problem". Die Industrie müsse sich mit dem Thema auseinandersetzen. Nur mit Hilfe von synthetischen Kraftstoffen sei auf Dauer eine saubere und nachhaltige Mobilität möglich, sagt Stefan Pischinger von der RWTH Aachen - denn: "Bei Nutzfahrzeugen, Schiffen oder Flugzeugen ist auf lange Sicht keine sinnvolle Alternative zum Verbrennungsmotor gegeben."

HASHTAG


#Kraftstoff

MEISTGELESEN


STELLENANGEBOTE


Automobilverkäufer (w/m/d) Zentraler Gebrauchtwagenvertrieb

Dorfmark (zwischen Hamburg und Hannover)

KOMMENTARE


Klaus Freudenberg

10.01.2017 - 11:01 Uhr

"Nach dem heutigen Stand blieben vom Strom - je nach Kraftstoff - etwa 45 bis 60 Prozent Energie übrig"Köstlich! :D Dei der Erzeugung snthetischer Kraftstoffe bleibt "vom Strom Energie übrig". Schöner kann man Verluste durch einen (noch?) zu niedrigen Wirkungsgrad wirklich nicht beschreiben.Annika Graph for Chancellor!! : DDD


Heinz König

10.01.2017 - 13:57 Uhr

Wie lange wird sich das Maerchen von der Schaedlichkeit von CO2 noch aufrecht erhalten lassen? Fakt ist, dass wir wohl eher zu wenig CO2 in der Atmosphaere haben. Es sind nicht einmal 0.04%, selbst 10× mehr waere problemlos. Trotzdem macht es Sinn, von den endlichen Rohstoffen wie Erdoel wegzukommen.


Martin Söllinger

10.01.2017 - 14:28 Uhr

@Heinz König: Die Klimaschädlichkeit de CO2 ist kein Märchen, sondern Konsens unter 99% der Wissenschaftler. Unschädlich in der von Ihnen genannten Größenordnung ist es allenfalls für die Atemluft. Die Klimaauswirkungen sind mittlerweile eindeutig genug: die letzten 5 Jahre waren die wärmsten seit Beginn der Aufzeichnungen, das Eis der Arktik schrumpft in atemberaubendem Tempo, was zu einem Rückkopplunseffekt führen wird, wodurch das Erdklima vollends außer Kontrolle geriete. Das Erdklima hat sich früher auch geändert, aber noch nie auch nur annähernd in diesem Tempo!


Martin Hartmann

19.01.2017 - 17:24 Uhr

@Heinz König Sie stellen da eine sehr gewagte These in den Raum. Wie @Martin Söllinger bereits anmerkte ist der Klimawandel nicht zu leugnen oder schön zu reden. Die bisherigen "natürlichen" Klimawandel hat Mutter Natur immer wieder selbstreguliert, die Erde hatte Zeit sich zu regenerieren - fatalerweise hat jetzt allerdings der Mensch seine Finger im Spiel. Fraglich ist, ob die Natur die Auswirkungen des menschgemachten Klimawandels ohne Zutun des Menschen auch wieder auf die Reihe bringt. Ohne globales Umdenken sollten wir alle eher skeptisch sein.


SAGEN SIE UNS IHRE MEINUNG

Die qualifizierte Meinung unserer Leser zu allen Branchenthemen ist ausdrücklich erwünscht. Bitte achten Sie bei Ihren Kommentaren auf die Netiquette, um allen Teilnehmern eine angenehme Kommunikation zu ermöglichen. Vielen Dank!


NEWSLETTER

Newsletter abonnieren und keine Branchen-News mehr verpassen.


asp AUTO SERVICE PRAXIS Online ist der Internetdienst für den Werkstattprofi. Neben tagesaktuellen Nachrichten mit besonderem Fokus auf die Bereiche Werkstatttechnik und Aftersales enthält die Seite eine Datenbank zum Thema RÜCKRUFE. Im neuen Bereich AUTOMOBILE bekommt der Werkstatt-Profi einen Überblick über die wichtigsten Automarken und Automodelle mit allen Nachrichten, Bildergalerien, Videos sowie Rückruf- und Serviceaktionen. Unter #HASHTAG sind alle wichtigen Artikel, Bilder und Videos zu einem Themenspecial zusammengefasst. Außerdem gibt es im asp-Onlineportal alle Heftartikel gratis abrufbar inklusive E-PAPER. Ergänzt wird das Online-Angebot um Techniktipps, Rechtsthemen und Betriebspraxis für die Werkstattentscheider. Ein kostenloser NEWSLETTER fasst werktäglich die aktuellen Branchen-Geschehnisse zusammen. Das richtige Fachpersonal finden Entscheider auf autojob.de, dem Jobportal von AUTOHAUS, asp AUTO SERVICE PRAXIS und Autoflotte.