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Studie: Ueckerdt, F., Bauer, C., Dirnaichner, A. et al. Potential and risks of hydrogen-based e-fuels in climate change mitigation. Nature Climate Change (2021). https://doi.org/10.1038/s41558-021-01032-7 
E-Fuels oder synthetische Kraftstoffe sind Kohlenwasserstoff-Brennstoffe, die aus Wasserstoff und CO₂ synthetisiert werden. Dabei wird Wasserstoff durch Elektrolyse aus Wasser gewonnten. CO₂ kann direkt aus der Atmosphäre, aus Biomasse oder aus Industrieemissionen gewonnen werden. Diese flüssigen oder gasförmigen Brennstoffe können ihr jeweiliges fossiles Gegenstück perfekt ersetzen. Sie zeichnen sich aus durch hohe Energiedichte und können gut gelagert und transportiert werden. Sie könnten also als Speicher für aus Windkraft- oder Solaranlagen gewonnene Energie genutzt werden.
Dadurch eignen sie sich sehr gut für den Einsatz in Bereichen, die nur schwer direkt elektrifiziert werden können, zum Beispiel für den Einsatz in der chemischen Industrie, für Langstreckenflüge, industrielle Prozesse, die hohe Temperaturen erfordern, Schwerlasttransporte und Langzeit-Energiespeicherung.
Problematisch ist laut den Autoren der Studie die Hoffnung, synthetische Brennstoffe könnten fossile Brennstoffe so weit ersetzen, dass der Umbau von Infrastrukturen für die direkte Elektrifizierung überflüssig wird. CO₂ mit Hilfe von synthetischen Brennstoffen einzusparen, kostet derzeit 800 bis 1.200 Euro pro Tonne. Bei großindustrieller Produktion könnten die Kosten bis 2050 auf 20 bis 270 Euro pro Tonne eingespartes CO₂ gesenkt werden. Doch die Autoren halten es für unwahrscheinlich, dass synthetische Brennstoffe früh genug reichlich und billig zu haben sein werden. Es wäre gefährlich, die Transformation zu direkter Elektrifizierung zu vernachlässigen. Das könnte zu einem Lock-In-Effekt führen: Sollten E-Fuels nicht den Erwartungen entsprechen, wäre man weiter auf fossile Brennstoffe angewiesen. Eine vernünftige Klimapolitik, so die Autoren, sollte den Einsatz von synthetischen Brennstoffen fördern, aber sich absichern gegen das Risiko, dass nicht genügend davon zur Verfügung stehen könnten.
Die Autoren berechnen, dass die Energieeffizienz – also die Umwandlung von Elektrizität in nutzbare Energie – je nach Einsatzgebiet 10 bis 35 Prozent beträgt. Daraus folgt, dass 2 bis 14 Mal so viel elektrische Energie benötigt wird, als für die direkte Elektrifizierung.
Die Klimawirksamkeit von E-Fuels hängt von der Kohlenstoff-Intensität der zur Erzeugung benötigten Elektrizität und der CO₂-Quelle ab. Beim derzeitigen Elektrizitätsmix in Deutschland etwa (Daten von 2018), würden E-Fuels in Autos, LKWs oder Flugzeugen 3 bis 4 Mal so viel Treibhausgas emittieren als fossile Brennstoffe! Bis 2030 kann also von synthetischen Kraftstoffen kein Klimaschutz-Effekt erwartet werden, es sei denn, sie könnten aus Ländern mit reichlich Wind- und Sonnenkraft und den für die Erzeugung notwendigen Anlagen importiert werden.
Der vollständige Text der Studie ist zum Beispiel mit einem Zugang von der Universität Wien erreichbar: https://www.nature.com/articles/s41558-021-01032-7.
Anmerkung: Da auch in Österreich unter anderem von der Wirtschaftskammer Oberösterreich für E-Fuels als Ersatz für die Elektrifizierung von Heizung und Verkehr geworben wird, hat S4F unabhängig von dem nun erschienenen Artikel eine eigene Stellungnahme zu diesem Thema erarbeitet und kommt zu den gleichen Schlussfolgerungen:
- Auf Grund der geringen Gesamteffizienz können bis 2030 synthetische Treibstoffe keinen nennenswerten Beitrag zur Reduktion unseres Ausstoßes liefern.
- Die Herstellung ist derzeit nicht wirtschaftlich rentabel in Österreich umsetzbar.
- Aufgrund der kleinen zu erwartenden Produktionsmenge sind syntehtische Kraftstoffe nur für Nischenanwendungen eine Lösung, dürfen aber nicht als Ausrede verwendet werden, eine Elektrifizierung im Heiz- und Verkehrssektor zu verzögern.
Titelfoto: Pixabay
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