Berlin - Benzin und Diesel mit Ökostrom erzeugen? Was ein wenig an Alchemie erinnert, hat Konjunktur. Es geht darum, womit unsere Autos eines Tages bewegt werden könnten. Die Phantasie von Managern und Ingenieuren wurde zuletzt dadurch beflügelt, dass Sonnen- und Windstrom erheblich schneller billiger werden könnten, als bislang erwartet. Unter Autobauern jedenfalls ist die Begeisterung für die E-Fuels genannten synthetischen Kraftstoffe besonders ausgeprägt.

Gleichzeitig wird in der Energiebranche intensiv darüber nachgedacht, wie sich überschüssiger Strom aus erneuerbaren Quellen sinnvoll nutzen lässt. Sektorenkopplung heißt das Zauberwort. Ein Ansatz, der es nahelegt, neu über das sogenannte Fischer-Tropsch-Verfahrens nachzudenken, das bereits in den 1920er Jahren entwickelt wurde.

Klimakillergas zu Rohstoff veredelt

Mit elektrischer Energie wird Wasser in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Der Wasserstoff reagiert unter Druck und hohen Temperaturen mit Kohlendioxid (CO2), das aus der Umgebungsluft oder aus industriellen Prozessen stammt - so wird das Klimakillergas zu einem Rohstoff veredelt. Das Resultat der Syntheseprozesse ist eine Flüssigkeit, die aus Kohlenwasserstoffen besteht und – wie fossiles Rohöl – in nachfolgenden Raffinerieprozessen weiterverarbeitet werden kann. Unter anderem zu Kraftstoff für Kraftfahrzeuge. Und zwar der hochreinen Art, ohne Schwefel oder andere nachtteilige Beimischungen.

Die Idee dahinter: In Zeiten, in denen die Stromleitungen überlastet sind, speist man etwa Windstrom nicht ins Netz ein, sondern verwendet ihn, um die Elektrolyse zu betreiben.

Eine in der Herstellung etwas unkompliziertere Variante ist E-Gas, synthetisches Methan, das ebenfalls durch die Synthese von H2 und C02 entsteht und hochwertiger als sein fossiles Pendant Erdgas ist.

E-Gas aus Windstrom

Audi bietet längst Autos mit Gasantrieb an und erzeugt seit 2013 überdies im niedersächsischen Werlte E-Gas mittels Windstrom. Der Konzern speist dort genauso viel des flüchtigen Öko-Treibstoffs ins Gasnetz, wie die verkaufte Fahrzeugflotte insgesamt an Erdgas verbraucht. So können die Besitzer eines gasgetriebenen Audis rein rechnerisch klimaneutral fahren.

Dass es sich auch bei E-Fuel nicht um idealtypische Konzepte auf Papier handelt, will die Firma Sunfire in Dresden beweisen. Eine Anlage, die nach den Fischer-Tropsch-Prinzipien arbeitet, hat gerade einen Dauertest über mehr als 1500 Stunden absolviert und dabei gut drei Tonnen des Erdöl-Substituts hergestellt, das Blue Crude genannt wird. Zehn Tonnen CO2 wurden dabei neutralisiert. „Uns ist ein weiterer Meilenstein hin zur industriellen Kommerzialisierung gelungen“, sagt Sunfire-Manager Nils Aldag.

Eine größere Charge von künstlichem Diesel, das aus Blue Crude destilliert wurde, ging an Audi – die Ingolstädter kooperieren mit Sunfire.

Meist teurer als fossiler Sprit

„Tests haben die Premiumeigenschaften des Treibstoffs bestätigt“, sagt Hermann Pengg, Experte für alternative Kraftstoffe bei Audi. Das synthetische Diesel verbrenne nahezu ruß- und schwefelfrei. E-Fuels hätten den großen Vorteil, dass sie konventionellen Kraftstoffen problemlos beigemischt werden und damit in das derzeit existierende automobile System nahtlos integriert werden könnten. Aber angesichts der aktuell niedrigen Ölpreise sei der künstliche Kraftstoff selbst unter günstigsten Bedingungen „meist teurer“ als fossiler Sprit.

Die Bandbreite gehe von nahezu gleich teuer bis mehr als doppelt so teuer – abhängig von Herstellungstechnologie und -standort. Er geht dabei allerdings von Grünstrom aus, der bereits für weniger als drei Cent pro Kilowattstunde erzeugt wird, was mit Solarenergie in südlichen Gebieten möglich ist. Der größte Kostenfaktor bei der Produktion von E-Fuels aus Strom sind laut Pengg aber die Investitionskosten für neue Elektrolyseanlagen. Würden sie in größerer Zahl gebaut, würden die Kosten stark sinken. Eine Preisparität zu fossilen Kraftstoffen sei dann innerhalb der nächsten zehn bis 15 Jahre durchaus denkbar.

Vorzüge batterie-elektrischer Autos

Ein Einspruch kommt indes von Peter Kasten vom Öko-Institut. Er erinnert an die Vorzüge batterie-elektrischer Autos. Lege man deren Energiebedarf als Maßstab an, benötigte man beim Einsatz von E-Gas für die gleiche Leistung fünf- bis siebenmal so viel Strom, bei E-Fuel habe man es gar mit dem Faktor sechs bis acht zu tun. „Autos, die erneuerbaren Strom direkt, ohne Umwandlungsprozesse nutzen, sind klar im Vorteil“, sagt Kasten.

E-Fuels können aus seiner Sicht unter ökonomischen Gesichtspunkten erst nach dem Jahr 2030 interessant werden, wenn die Erneuerbaren hierzulande und anderswo einen Anteil von 60 Prozent und mehr am Strommix haben. Dann erst falle billiger Überschussstrom in der benötigten Menge und Häufigkeit an. Sunfire-Manager Aldag warnt jedoch: „Das Thema darf nicht nur nach Effizienzkriterien betrachtet werden, es hat auch eine industriepolitische Komponente. Deutschland hat bei der Elektrolyse eine weltweit führende Stellung. Wenn wir diese nicht verlieren wollen, muss die Technologie zügig weiterentwickelt werden. Hier ist auch die Politik in der Pflicht.“

Mehr Anwendungsbereiche für E-Fuels nötig

Weiter forschen, das hält auch Kasten für notwendig. Wenn das Klimaziel der vollständigen Dekarbonisierung des Verkehrs bis 2050 erreicht werden solle, dann benötige man E-Fuels in Anwendungsbereichen, für die es bislang keine Alternativen zu flüssigen Kraftstoffen gibt. Und das sind keine Nischenmärkte. Die großen Vorteile von synthetischem Sprit sind seine hohe Energiedichte und die gute Transportierbarkeit. Das prädestiniere ihn für zwei wichtige Einsatzfelder: für den Flugverkehr und die Seeschifffahrt.