Seit dem 28. März 2023 ist es offiziell – ab 2035 dürfen in der EU keine PKW neu zugelassen werden, die mit Diesel oder Benzin betankt werden. Ziel ist es, den CO2-Ausstoß drastisch zu reduzieren, um dem Klimawandel entgegenzuwirken – denn das Verbrennen von fossiler Energie setzt große Mengen an Treibhausgas frei. Der Treibhauseffekt ist zwar ein natürlicher Prozess, doch wenn die Zusammensetzung der Atmosphäre aus dem Gleichgewicht gerät und sich mehr Treibhausgase dort befinden, wird die weniger langwellige Wärmestrahlung im Weltraum weniger und die Erde heizt sich schneller und stärker auf.
Fossile Energieträger werden aus Brennstoffen wie zum Beispiel Kohle, Erdöl, Torf oder Erdgas gewonnen, Ressourcen, die nur begrenzt zur Verfügung stehen. Mittlerweile ist den meisten bewusst – die Erderwärmung ist eine gefährliche Entwicklung, die es zu stoppen gilt.
Bereits 2030 soll daher der Treibhausgasausstoß der EU um mindestens 55 Prozent gesenkt werden, bis 2050 soll die EU sogar klimaneutral sein. Ein Vorhaben, das nur mit fortschrittlichen Maßnahmen gelingen kann.
Welche Chance bieten alternative Antriebsarten? Lassen sich Diesel und Benzin so einfach ersetzen? Wir stellen Ihnen die sogenannten E-Fuels und Biokraftstoffe vor, geben Ihnen einen Überblick über die Vor- und Nachteile und einen Ausblick in die Mobilität der Zukunft.
Kurz erklärt – was sind E-Fuels
Das Aus für den Verbrenner-Motor hat für viele Diskussionen gesorgt. Und das nicht erst, als Bundesverkehrsminister Volker Wissing (FDP) mit der Unterstützung von FDP-Chef Christian Lindner im Frühjahr 2023 ein Veto gegen das Verbrenner-Verbot einlegte. Der Einsatz von E-Fuels sollte laut Wissing und Lindner eine Ausnahme des Verbots darstellen. Mit dem Beschluss vom 28. März 2023 wurde dem letztendlich zugestimmt.
Doch was sind überhaupt E-Fuels und welche Herausforderungen bringt der Einsatz des alternativen Kraftstoffs mit sich?
Sogenannte E-Fuels sind synthetische Kraftstoffe, die mithilfe von Strom durch die Elektrolyse von Wasserstoff und Kohlendioxid hergestellt werden. Nur wenn der Strom aus erneuerbaren Energien stammt, gelten E-Fuels in der Gesamtbilanz als CO2-neutral.
E-Fuels oder auch PtX-Kraftstoffe können sowohl flüssig als auch gasförmig sein. Flüssige PtX-Kraftstoffe werden auch als PtL-Kraftstoffe bezeichnet (Power-to-Liquid), gasförmige als PtG-Kraftstoffe (Power-to-Gas).
Wie effizient sind E-Fuels?
Betrachten wir den Wirkungsgrad eines alternativen Antriebs, meinen wir damit die Effizienz – also die Frage, wieviel der zugeführten Energie der Motor tatsächlich verwerten kann.
E-Fuels haben einen Wirkungsgrad von gerade einmal 15 Prozent, denn durch den Umwandlungsprozess wird bereits viel Energie verloren. Im Vergleich – E-Autos haben einen Wirkungsgrad von rund 80 Prozent, der Benzinmotor liegt bei um die 20 Prozent. Dabei hängt die Effizienz unter anderem von dem jeweiligen Fahrzeugtyp und der individuellen Fahrweise ab.
Wegen des niedrigen Gesamtwirkungsgrades der E-Fuels, werden diese voraussichtlich nur für Bestandsflotten eingesetzt. In diesem Bereich werden hohe Kosten akzeptiert und klimaschonende Alternativen gibt es hier noch zu wenige. E-Fuels sind somit eine Chance, den Transportbereich klimafreundlich zu gestalten.
Vorteile und Nachteile von E-Fuels im Überblick
Was spricht für den Einsatz von E-Fuels:
- Die Herstellung von E-Fuels ist überall und unbegrenzt möglich
- E-Fuels lassen sich kosten- und verlustfrei auch über weite Strecken transportieren
- Die alternative Antriebsart kann Benzin und Diesel komplett ersetzen
Was spricht gegen den Einsatz von E-Fuels:
- Der Wirkungsgrad von E-Fuels ist besonders im Vergleich zu E-Fahrzeugen sehr niedrig
- Die Herstellung von E-Fuels ist teuer und es bedarf hoher Investitionen für den Bau von Produktionsanlagen oder fortschrittlicher Technologien
- Umweltauswirkungen durch die Herstellung und den Transport von E-Fuels lassen sich noch nicht vollständig ausschließen
Kurz erklärt – was sind BtL- und Biokraftstoffe
Eine weitere Altnative zu Diesel und Benzin sind BtL- bzw. Biokraftstoffe
BtL-Kraftstoffe (Biomass-to-Liquid, deutsch: Biomasseverflüssigung) ist der Überbegriff für Biokraftstoffe aus unterschiedlichen Konversionswegen nachwachsender Rohstoffe und sind der zweiten Generation der Biokraftstoffe zuzuordnen.
Bei der Herstellung von synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse kommen besonders cellulose-reiche Materialien wie zum Beispiel Holz oder Stroh zum Einsatz. Eben diese Biomasse wird vergast, woraus das sogenannte Synthesegas erzeugt wird und durch die anschließende Fischer-Tropsch-Synthese der Kraftstoff entsteht. Diesem Verfahren wird ein hoher Kraftstoffertrag pro Hektar beigemessen, weshalb BtL-Kraftstoffe durchaus als zukunftsfähig gelten.
Biokraftstoffe der zweiten Generation (BtL-Kraftstoffe) werden ausschließlich aus Pflanzenmaterial, das nicht als Nahrung verwendet werden kann, hergestellt. Biokraftstoffe der ersten Generation hingegen nutzen Inhaltsstoffe wie Zucker, Öl oder Stärke, wobei nur ein kleiner Teil gebraucht wird, der Großteil der Pflanze wird als Futtermittel eingesetzt – ein Unterschied zum BtL-Kraftstoff. Zur Herstellung von BtL-Kraftstoffen kann die Pflanze nämlich vollständig genutzt werden.
Die Verfahren zur Produktion von BtL-Kraftstoffen sind aufwendig und aktuell in der Entwicklung, daher sind BtL-Kraftstoffe noch nicht auf dem Markt verfügbar.
Schauen wir uns die Vor- und Nachteile der BtL-Kraftstoffe einmal genauer an – auch in Bezug auf die Biokraftstoffe der ersten Generation.
Vorteile und Nachteile von BtL-Kraftstoffen im Überblick
Was spricht für den Einsatz von BtL-Kraftstoffen:
- Die Nutzung von BtL-Kraftstoffen schont fossile Ressourcen, vermeidet CO2-Emissionen und stärkt zudem die regionale Wirtschaft
- Zur Herstellung kann anders als bei den Biokraftstoffen der ersten Generation die vollständige Pflanze genutzt werden, es eignen sich eine vielseitige und große Auswahl an pflanzlicher Biomasse
- Im Gegensatz zu Biokraftstoffen der ersten Generation (z. B. Ethanol oder Bio-Diesel) müssen Motoren für die Nutzung von BtL-Kraftstoffen nicht mehr umgerüstet werden
Was spricht gegen den Einsatz von BtL-Kraftstoffen:
- Landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Flächen müssten genutzt werden, da Biomasse nur begrenzt ist
- Die Herstellungskosten von BtL-Kraftstoffen werden momentan als hoch eingestuft, da der Herstellungsprozess umfangreich und aufwendig ist
- Der Herstellungsprozess ist nicht vollständig klimaschonend
E-Fuel, BtL-Kraftstoff und Biokraftstoff – was gibt es noch?
Nicht erst seit Bekanntwerden des geplanten Verbrenner-Verbots ist klar, dass auf fossile Energien zukünftig verzichtet werden muss. Daher gibt es bereits viele Alternativen zu Benzin und Diesel – mehr oder weniger ausgereift.
Das E-Auto ist sicherlich Vorreiter in Sachen klimafreundliche Mobilität. Doch neben Strom bieten auch andere Kraftstoffe viel Potenzial.
- HVO (Hydrogenated Vegetable Oils)
Bei der Herstellung werden Pflanzenöle durch eine katalytische Reaktion und mit der Zugabe von Wasserstoff in Kohlenwasserstoff umgewandelt. Die hydrierten Pflanzenöle sollen Diesel ersetzen. Die Motoren müssen zur Verwendung von HVO nicht umgebaut werden, allerdings ist der Einsatz von HVO als Reinkraftstoff in Deutschland noch nicht erlaubt. - Wasserstoff
Wasserstoff wird bereits viel diskutiert – vor allem als gute Alternative zum Elektromotor, besonders in der Transportbranche. Mithilfe der Elektrolyse wird Wasserstoff hergestellt. Hierfür wird sehr viel Strom benötigt, der im Idealfall aus erneuerbaren Energien stammt – nur dann wird vom sogenannten grünen Wasserstoff gesprochen. In Deutschland wird der Wasserstoff-Antrieb gefördert und als alternativen Antrieb der Zukunft gesehen. Doch vor allem in puncto Effizienz und Kosten ist noch viel Luft nach oben. - Autogas und Erdgas
Vorab – Erdgas sollte nicht mit Autogas verwechselt werden, denn Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan, Autogas dagegen ist ein Nebenprodukt, das bei der Raffinerie von Erdöl und Erdgas gewonnen wird. Beide Kraftstoffe können in Deutschland bereits getankt werden, doch haben sie wirklich eine Zukunft? Sie stellen beide eine Alternative zu Benzin dar. Umweltfreundlicher und kostengünstiger ist jedoch das Erdgas, doch Autogas ist an mehr Tankstellen in Deutschland verfügbar, Stickoxid- und Feinstaub-Emissionen fallen beim Autogas zwar geringer aus, aber werden trotzdem verursacht. Bei beiden Varianten ist eine Umrüstung nötig.
Kraftstoffe der Zukunft – was ersetzt Diesel und Benzin?
Ideen gibt es gute. In vielen Bereichen wird geforscht, hinterfragt und weiterentwickelt, denn eins ist sicher – das Verbrenner-Verbot wird kommen. Aber nicht nur das Verbot sollte ein Anreiz sein, Alternativen zum konventionellen Kraftstoff zu finden. Oberstes Ziel sollte es sein, den CO2-Ausstoß drastisch zu reduzieren, um dem Klimawandel effektiv entgegenzuwirken.
E-Fuels sowie BtL- und Biokraftstoffe sind gute alternative Möglichkeiten, PKW sowie LKW zu betanken. Doch es bedarf noch einiger Entwicklungsarbeit, um diese letztendlich erfolgreich einsetzen zu können. E-Autos machen in Sachen klimafreundliche Mobilität aktuell das Rennen – aber es gibt Alternativen mit viel Potenzial.
