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Neue Energieträger: Die Zukunft im Tank

27.06.2019  — Online-Redaktion Verlag Dashöfer.  Quelle: Institut für Wärme und Oeltechnik e. V. (IWO).

Wie werden wir in Zukunft heizen? Eine Antwort aus der Wissenschaft lautet: zum Beispiel mit E-Fuels, also synthetischen Brennstoffen, die mit grünem Strom hergestellt werden. Denn der Klimaschutz gehört zu den wichtigsten gesellschaftlichen Aufgaben der kommenden Jahre.

Und auch Deutschland hat ehrgeizige Klimaziele und will seine Emissionen an Treibhausgasen (THG) drastisch senken. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, sind Kreativität und Erfindergeist gefordert. In einem sind sich die Experten einig: Durch die eine große Lösung wird sich die Energiewende nicht gestalten lassen.

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Vielmehr könnte die Zukunft der Energieversorgung auf absehbare Zeit aus einem intelligenten Mix verschiedener Technologien bestehen. Neben der direkten Nutzung regenerativen Stroms aus Wasser-, Wind- und Sonnenkraft sollte es auch sehr gut speicher- und transportierbare erneuerbare flüssige Kraft- und Brennstoffe geben. In der Forschung läuft deshalb schon seit Jahren ein packender Wettbewerb um die besten Lösungen für eine treibhausgasärmere Energieversorgung von Morgen.

Was sind synthetische Brennstoffe?

Einen wichtigen Beitrag dazu könnten synthetisch hergestellte flüssige Kraft- und Brennstoffe leisten. Sie haben die gleichen positiven Eigenschaften wie ihre herkömmlichen Vorgänger: Deshalb können sie auch mit der heutigen Technik gespeichert, transportiert und in Energie umwandelt werden – eine moderne Öl-Brennwertheizung läuft also ganz normal mit den E-Fuels. Unter Klimagesichtspunkten lassen sie ihre fossilen Ahnen wie Erdöl, Erdgas oder Kohle jedoch alt aussehen: Synthetische Brennstoffe, die aus erneuerbarem Strom gewonnen wurden, sind weitgehend klimaneutral. Bei ihrer Herstellung wird der Umwelt genauso viel CO2 entnommen wie bei der Verbrennung anschließend wieder freigesetzt wird, d. h. es entsteht ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf zwischen Herstellung und Verbrennung.

Drei Wege, ein Ziel

Klimafreundliche, synthetische Kraft- und Brennstoffe können durch verschiedene Verfahren erzeugt werden. Drei Beispiele dafür sind Power-to-Liquid, Biomass-to-Liquid und Waste-to-Liquid. Doch was hat es jeweils damit auf sich?

Power-to-Liquid (PtL): Der Grundstoff dieser Technologie ist Strom. Das Prinzip dahinter ist die Elektrolyse. Bei der Produktion von Kraft- und Brennstoffen nach der PtL-Methode wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten und der Wasserstoff anschließend mit Kohlenstoff synthetisch verbunden, der z. B. aus dem CO2 der Atmosphäre technisch „ausgefiltert“ wird. Am sinnvollsten ist dieses Verfahren dann, wenn der zur Herstellung genutzte Strom aus erneuerbaren Energien wie z. B. Wind oder Sonne stammt. PtL macht also grünen Strom speicher- und transportierbar.

Biomass-to-Liquid (BtL): Bei dieser Technologie wird Biomasse in unterschiedlichen Schritten und häufig durch die Zugabe von „grünem Wasserstoff“ in einen flüssigen Kraft- oder Brennstoff umgewandelt. Entsprechende Verfahren sind seit Jahrzehnten erprobt. In den 90er Jahren erlebte die Technologie mit der Entwicklung von Biokraftstoffen eine große Renaissance. Zur Gewinnung solcher Brennstoffe werden beispielsweise Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft oder auch Algen eingesetzt, die auf natürliche Weise bereits in ihrem biologischen Wachstum CO2 vorab aufgenommen haben, das dann bei der Verbrennung später freigesetzt wird.

Waste-to-Liquid (WtL): Bei dieser Methode werden synthetische Kraft- und Brennstoffe aus Abfallprodukten gewonnen, die in unserem Alltag sowieso anfallen. Dazu zählen bestimmte Abfälle aus Haushalten oder der Industrie, zum Beispiel ausgedienter Kunststoff oder auch Altspeisefette. Anstatt alles verrotten zu lassen oder einfach zu verbrennen, werden diese kohlenstoffhaltigen Verbindungen in ausgeklügelten chemischen Verfahren in hochwertige Brennstoffe transformiert.

Beispiele aus der Praxis

„Für einen erfolgreichen Klimaschutz ist es wichtig, auf einen breiten Technologie- und Energieträgermix zu setzen. Neben der direkten Nutzung von erneuerbarem Strom, sind flüssige Brenn- und Kraftstoffe, die künftig zunehmend ‚grün‘ werden, für eine weitgehend treibhausgasneutrale Energieversorgung unverzichtbar. Zugleich ist es jedoch auch nötig, mit Energie effizienter umzugehen. Das kann insbesondere durch Heizungsmodernisierungen mit Brennwerttechnik und Hybridsysteme, die zusätzlich Solarenergie nutzen, erfolgen“, erklärt Adrian Willig, Geschäftsführer des Instituts für Wärme und Oeltechnik (IWO).

An einigen Orten werden regenerative Fuels auch schon im Alltag getestet. Das IWO begleitet deutschlandweit einige Pilotprojekte. Familien mit modernen Öl-Brennwertheizungen testen die neuen Fuels im Alltag. Wo früher reines Heizöl lagerte, ist jetzt ein Brennstoff, der zum Teil aus Heizöl und zum anderen Teil aus synthetisch hergestellten Fuels besteht. Das Gemisch aus biogenen Reststoffen wie Altspeisefetten und Wasserstoff hilft dabei, die Klimabilanz der Gebäude zu verbessern.

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