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E-Fuels: Produzenten, Herstellung & Zukunft E-Fuels schneiden in Studie schlecht ab

AUTO ZEITUNG 27.06.2022
Inhalt
  1. Was sind E-Fuels, synthetische Kraftstoffe?
  2. Wie funktioniert die Herstellung von synthetischem Kraftstoff?
  3. Welche Hersteller von E-Fuels gibt es?
  4. Wie wird ein E-Fuel getankt?
  5. Wie teuer sind synthetische Kraftstoffe?
  6. Welche Fahrzeuge lassen sich mit E-Fuels betreiben?
  7. Wie viel Klimagas CO2 lässt sich mit E-Fuels vermeiden?
  8. Was ist der Unterschied zwischen Bio-Kraftstoffen und E-Fuels?
  9. Verbrennen E-Fuels sauberer als konventionelle Kraftstoffe?
  10. E-Fuels oder Elektroantrieb – was ist umweltfreundlicher?
  11. Wann sind E-Fuels serienreif?
  12. Wie stehen die Autohersteller zu synthetischen Kraftstoffen?
  13. Wie steht die EU und Deutschland zu synthetischen Kraftstoffen?

Mit E-Fuels wie Blue Gasoline von VW, Bosch und Shell lassen sich Benziner und Diesel Klimagas-neutral betreiben – vorausgesetzt, Hersteller nutzen dafür Wind- oder Wasserenergie. Wir benennen Vor- und Nachteile sowie Kosten synthetischer Kraftstoffe. Blick in die Zukunft: Droht das E-Fuels-Aus 2035? Dieser Artikel wurde zuletzt am 23.06.2022 aktualisiert.

Trotz der medial begleiteten Entwicklung von E-Fuels, zu Deutsch: synthetischer Kraftstoffe, denkt man bei Antrieben für die automobile Zukunft derzeit zunächst an die Abkehr vom Verbrenner und an den direkten Start in das Elektro-Zeitalter mit E-Motoren und Hochvolt-Batterien. Doch die Realität dürfte vielschichtiger sein. Statt nur einer Alternative wird eine breit gefächerte Antriebspalette zum Einsatz kommen. Denn Reichweitenangst, fehlende Lade-Infrastruktur, lange Ladezeiten und hohe Kosten bremsen die Attraktivität der E-Mobilität nach wie vor. Nach Prognosen des Verbandes der Autoindustrie (VDA) werden 2025 weltweit immer noch deutlich mehr als 75 Prozent aller Pkw mit einem herkömmlichen Antrieb ausgestattet sein. Diese kommenden Benziner- und Dieselmotoren-Generationen werden nach VDA-Vorstellung noch effizienter und sauberer arbeiten als heutige Verbrenner. Besonders spannend: Mit neuen synthetischen Kraftstoffen soll sich in Zukunft sogar eine Klimagas-neutrale Mobilität realisieren lassen. Im Klartext: E-Fuels aus dem Zukunftslabor verbrennen im Antriebsmotor nicht nur sauber, sondern auch komplett ohne Freisetzung von fossil gebundenem CO2. Auch interessant: Unsere Produkttipps auf Amazon

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Was sind E-Fuels, synthetische Kraftstoffe?

Unter synthetischen Kraftstoffen versteht man Treibstoffe für Benzin- oder Dieselmotoren, die durch ein aufwändiges chemisches Verfahren hergestellt werden. Im Idealfall geschieht das, ohne fossile Rohstoffe – wie Erdöl, Erdgas oder Kohle – zu verwenden. Die E-Fuels entstehen durch ein ausgeklügeltes Kombinieren von chemischen Molekülen, sodass sich beabsichtigte Leistungen und Eigenschaften einstellen und unerwünschte Schadstoff-Emissionen ausgeschlossen bleiben.

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Wie funktioniert die Herstellung von synthetischem Kraftstoff?

Für die umweltverträgliche Herstellung von synthetischen Kraftstoffen kommen erneuerbare Energien zum Einsatz. Dazu wird zunächst Wasserstoff durch Abspalten aus Wasser gewonnen. Für die Wasserstoffproduktion kommt ein sogenannter Polymembran-Elektrolyseur zum Einsatz. Der arbeitet wie eine Brennstoffzelle im Fahrzeug, nur in umgekehrter Richtung, das heißt, der Strom wird genutzt, um die Wassermoleküle vom Sauerstoff zu befreien. Das geschieht durch Elektrolyse, bei der sehr viel elektrischer Strom benötigt wird. Für einen flüssigen Kraftstoff wie e-Diesel oder e-Benzin wird nun noch Kohlenstoff angelagert. Dieser kann aus Industrieprozessen, Bio-Gasanlagen oder sogar (mit speziellen Filtern) direkt aus der Luft gewonnen werden. Durch die Kombination von Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff (H2) gewinnt man anschließend den E-Fuel. Der kann durch entsprechendes Formieren wahlweise die Grundeigenschaften von Benzin, Diesel oder Kerosin annehmen.

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Welche Hersteller von E-Fuels gibt es?

Technisch ist die Herstellung von E-Fuels nicht nur im Labor, sondern auch schon in Fertigungsanlagen möglich. So hat Bosch mit Shell und VW einen Ottokraftstoff entwickelt, der bis zu 33 Prozent aus erneuerbaren Anteilen besteht. Audi betreibt gemeinsam mit den Partnern Ineratec GmbH und Energiedienst Holding AG in Laufenburg im Schweizer Kanton Aargau eine Pilotanlage zur Produktion von e-Diesel. Das Unternehmen sammelte schon Erfahrungen mit Partnern in Norwegen und Dresden. In einer weiteren Fertigungsstätte in den chemischen Werken Leuna bei Halle/Bitterfeld wird seit längerem experimentiert. Auch Porsche steckt tief in der Thematik drin und baut in Chile eine Pilotanlage zur Produktion von E-Fuels an deren Aufbau auch die deutschen Unternehmen Siemens und MAN sowie der Mineralölkonzern ExxonMobil beteiligt sind. Im Herbst 2022 soll die Anlage in Betrieb gehen.

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Wie wird ein E-Fuel getankt?

Für die neuen Kraftstoffsorten e-Benzin und e-Diesel kann das bestehende Tankstellennetz weiter genutzt werden. Sie werden genau wie konventioneller Kraftstoff gezapft und unterliegen vergleichbaren Entzündungs- und Gefahrenklassen. Grundlegende Umbauten sind für E-Fuels also nicht notwendig.

 

Wie teuer sind synthetische Kraftstoffe?

Elektrolyse-Prozesse sind energieintensiv. Kommt dabei Überschussenergie aus Sonnen-, Wasser- und Windkraftanlagen zum Einsatz, verbessert sich die Wirtschaftlichkeit enorm. Derzeit kostet e-Fuel etwa doppelt so viel wie eine vergleichbare Energiemenge fossiler Kraftstoff. Doch bei größeren Produktionsmengen und sinkenden Strompreisen könnten synthetisch erzeugte Kraftstoffe deutlich günstiger werden. Nach aktuellen Studien sind sogar reine Kraftstoffkosten für E-Fuels von 1,00 bis 1,40 Euro pro Liter realisierbar (exklusive Steuer).

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Welche Fahrzeuge lassen sich mit E-Fuels betreiben?

Synthetische Kraftstoffe sind bereits mit der aktuellen Motorengeneration kompatibel. Alle aktuellen Autos und sogar Oldtimer können mit synthetisch hergestelltem Benzin oder bei Dieselmotoren mit e-Diesel betrieben werden, denn die neuen Kraftstoffe sind mit allen üblichen Motor-Werkstoffen sowie den üblichen Schmierstoffen voll verträglich. Ein sogenannter paraffinischer Diesel, dessen wesentlicher Unterschied zum fossilen Pendant die etwas geringere Dichte darstellt. Nahezu alle Fahrzeughersteller von Audi bis Volvo haben ihre aktuellen Motoren bereits für einen solchen Kraftstoff freigegeben.

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Wie viel Klimagas CO2 lässt sich mit E-Fuels vermeiden?

Mit E-Fuels lässt sich eine große Menge Treibhausgas einsparen. Bosch-Expert:innen haben ausgerechnet: Bis 2050 könnte der konsequente Einsatz von synthetischen Kraftstoffen – ergänzend zur Elektrifizierung – bis zu 2,8 Gigatonnen einsparen helfen (anders ausgedrückt: 2.800.000.000.000 Kilogramm CO2). Das entspricht der dreifachen Menge des Kohlendioxid-Ausstoßes von Deutschland im Jahr 2016.

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Was ist der Unterschied zwischen Bio-Kraftstoffen und E-Fuels?

Durch Einsatz von Strom aus erneuerbaren Energien lassen sich synthetische Kraftstoffe ohne die bei Bio-Kraftstoffen übliche Mengenbegrenzung (durch die vorhandenen Anbauflächen) herstellen. Zudem gibt es bei E-Fuels keine ethischen Bedenken, ob etwa Landwirtschaftsprodukte nicht doch auf den Teller statt in den Tank gehören. Mats Hultman vom finnischen HVO-Unternehmen (Hydrogenerated Vegetable Oils) Neste ficht das nicht an: "Alle Technologien haben Limits." Das Limit zur HVO-Herstellung sei bei weitem nicht ausgeschöpft. Würden allein die Abfälle der weltweiten Holzwirtschaft und der Biomüll der Haushalte konsequent für die Kraftstoffherstellung genutzt, könnten damit jedes Jahr 665 Millionen Tonnen fossiles Rohöl ersetzt werden. Synthetische Kraftstoffe verfügen stets jedoch über die gleichen Eigenschaften und Energie-Inhalte. Bei Bio-Produkten sind diese stark von saisonalen Wachstums-Bedingungen abhängig.

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Verbrennen E-Fuels sauberer als konventionelle Kraftstoffe?

In von Transport and Environment (T&E) in Auftrag gegebenen Tests verschmutzte ein mit E-Fuel betanktes Fahrzeug mit Benzinmotor die Luft genauso stark wie mit fossilem Kraftstoff. Wie das ausführende, französische Forschungsinstitut IFP Énergies nouvelles (IFPEN) im Juni 2022 mitteilte, war der Ausstoß an giftigen Stickoxiden (NOx) auf einem ähnlichen hohen Niveau. Zudem entstand bei der Verbrennung des synthetischen Benzins dreimal so viel Kohlenmonoxid und bis zu zweimal mehr Ammoniak als mit fossilem Benzin. Deutlich besser sah es beim Partikelausstoß aus, der bei der E-Fuel-Verbrennung deutlich niedriger ausfiel. Prozentual noch besser soll die E-Fuel-Partikelbilanz bei älteren Fahrzeugen ohne Partikelfilter ausfallen. Da es noch kein E-Fuel auf dem freien Markt zu kaufen gibt, hat IFPEN die Herstellung des E-Fuels für die Tests selbst übernommen.

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E-Fuels oder Elektroantrieb – was ist umweltfreundlicher?

In einer von Transport and Environment (T&E), einer Dachorganisation von 53 nichtstaatlichen, europäischen Organisationen, darunter der Verkehrsclub Deutschland, veröffentlichte Studie wurden die Emissionen berechnet, die ein kompletter Lebenszyklus von Autos freisetzt, die im Jahr 2030 verkauft werden – inklusive Herstellung und Betrieb. Am besten schnitt dabei der batterieelektrische Antrieb ab, der über den kompletten Lebenszyklus 78 Prozent weniger Emissionen als ein konventionell betankter Verbrenner verursacht. Brechnungsgrundlage für den CO2-Abdruck des E-Autos war der durchschnittliche EU-Strommix, der für 2030 prognostiziert wird. Ein Verbrenner der Teils mit E-Fuels und teils mit Benzin betrieben wird, reduziert die Emissionen der Studie nach lediglich um fünf Prozent. Auch ein Fahrzeug, das nur mit E-Fuels betrieben wird, würde deutlich mehr als ein Elektroauto emittieren: Das Elektroauto ist in diesem Falle 53 Prozent sauberer. Verluste bei der E-Fuel-Herstellung und der im Vergleich ineffizientere Verbrennungsmotor sind die Hauptgründe für das schlechte Abschneiden. Nutzt man die selbe Menge erneuerbarer Energie kommt ein batterieelektrischer ID.3 fünfmal weiter als ein mit E-Fuels betriebener VW Golf. Beim batterieelektrischen BMW i4 sieht es noch deutlicher aus: Er kommt sechsmal weiter als ein mit E-Fuels betriebener BMW 4er.

 

Wann sind E-Fuels serienreif?

Die Erprobungen für E-Fuels laufen auf Hochtouren. In Deutschland fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie synthetische Kraftstoffe. Synthetische Kraftstoffe gelten als wichtiger Baustein für die Lösung der ehrgeizigen Klimaziele der EU. Auch die Vertreter der Mineralölindustrie beteiligen sich bei der Entwicklung und wollen den Vertrieb in die bestehende Kraftstoff-Versorgungsstruktur integrieren. Beim e-Diesel ist man derzeit deutlich weiter als beim e-Benzin. Die Schweizer Pilotanlage soll 400.000 Liter synthetischen Selbstzünderkraftstoff pro Jahr herstellen können. Shell meint, marktrelevant große Mengen nicht vor 2030 anbieten zu können. Im Herbst 2022 soll der Kraftstoff auch bei Porsche im chilenischen E-Fuel-Werk fließen, wenngleich zunächst in einer vergleichsweise geringen Menge von 130.000 Litern pro Jahr. Bewährt sich das technische Konzept, will HIF in der Region allerdings bedeutend größere Anlagen bauen, die gegen Ende des Jahrzehnts pro Tag mehr als elf Millionen Liter synthetischen Kraftstoff erzeugen können.

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Wie stehen die Autohersteller zu synthetischen Kraftstoffen?

Die deutschen Autohersteller haben großes Interesse daran, möglichst schnell E-Fuels einzusetzen. Denn damit lässt sich die auf Effizienz getrimmte Verbrennertechnik weiter nutzen – und das sogar komplett sauber und Kohlendioxid-neutral. Doch schauen die Hersteller bei der Antriebsentwicklung vor allem auf die EU-Verordnung zur Festsetzung von CO2-Emissionsnormen. Denn wenn ein Hersteller den für ihn festgesetzten Flottengrenzwert überschreitet, muss er erhebliche Strafen zahlen. Allerdings berücksichtigt die Verordnung lediglich die Emissionen am Auspuffrohr, nicht aber jene Treibhausgase, die durch die Produktion von Automobilen, Kraftstoffen oder Strom entstehen.

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Wie steht die EU und Deutschland zu synthetischen Kraftstoffen?

Die Renewable Energy Directive der Europäischen Union schreibt vor, welche Anteile erneuerbare Energieträger im Jahr 2030 erreichen sollen – auch im Straßenverkehr. Die zweite, 2018 erlassene Direktive wird derzeit überarbeitet. Demnach könnte für synthetische Kraftstoffe und grünen Wasserstoff eine Mindestquote von (mageren) 2,6 Prozent vorgeschrieben werden. Die aktuell geltende Mehrfachanrechnung für Grünstrom soll entfallen. Welche Kraftstoffe in Deutschland überhaupt in den Verkehr gebracht werden dürfen, regeln das Bundesimmissionsschutzgesetz und die darauf basierenden Verordnungen. Demnach müssen Ottokraftstoffe die Euronorm EN 228 und Dieselkraftstoffe die EN 590 erfüllen. Paraffinischer Dieselersatz, welcher der EN 15490 entspricht, darf in Deutschland – anders als den vielen anderen EU-Ländern – nicht verkauft werden.  Das von der EU für 2035 geplante Verbot von Pkw und Transportern bis 3,5 Tonnen, die Treibhausgasse emittieren, würde praktisch das Aus für E-Fuels und den Verbrennungsmotor an sich bedeuten.

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