Erneuerbare Flüssigkraftstoffe werden auch bei zunehmender Elektrifizierung für den Schwerlast-, Flug- und Schiffsverkehr dringend gebraucht (Bild: KIT)
Synthetische Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien sind notwendig, um die Klimaziele zu erreichen. Die sogenannten reFuels versprechen eine CO₂-Reduktion von bis zu 90 % gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen. Um den zukünftigen Bedarf decken zu können, werden industrielle Anlagen benötigt. Wie viel reFuels tatsächlich benötigt werden und wie sie hergestellt werden müssen, wollen Forscher herausfinden.
„Flüssigkraftstoffe werden auch bei zunehmender Elektromobilität im Verkehrssektor noch lange benötigt“, sagt Professor Nicolaus Dahmen vom Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) des KIT, der das Projekt „Refineries for Future“ (REF4FU) leitet.
Denn: „Nur 60 Prozent des Kraftstoffs fließen heute in den Individualverkehr.“ Deshalb gehe es im Projekt nun darum, vollständig erneuerbare Kraftstoffe für alle Verkehrsbereiche zu entwickeln, zu erproben und zu standardisieren, die auch von Fahrzeugen der bestehenden Flotte auf der Straße, zu Wasser und in der Luft genutzt werden können.
Nachwachsende Rohstoffe als Ausgangspunkt
Ausgangspunkt sind nachhaltig erzeugter Wasserstoff, Pyrolyseöl aus Bioreststoffen wie Stroh oder Restholz, Methanol aus nachwachsenden Rohstoffen und Fischer-Tropsch-Öl, das grünem Rohöl entspricht. „Der Vorteil ist, dass diese Produkte wie heute Erdöl transportiert, gelagert und gehandelt werden können“, erklärt Dahmen. Zudem werde grünes Rohöl auch in der chemischen Industrie benötigt, etwa zur Herstellung von Kunststoffen.
Der Unterschied von "eFuels" zu "reFuels"
- eFuels (elektronische Kraftstoffe) sind synthetische Kraftstoffe, die durch die Umwandlung von Kohlendioxid (CO₂) und Wasserstoff (H2) mithilfe von erneuerbaren Energiequellen hergestellt werden. Sie werden oft auch als Power-to-Liquid (PtL) oder Power-to-Gas (PtG) bezeichnet. eFuels haben den Vorteil, dass sie im Vergleich zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen einen deutlich geringeren Kohlenstoffausstoß haben, da das CO₂ aus der Atmosphäre stammt und bei der Herstellung gebunden wird.
- reFuels (regenerativ hergestellte Kraftstoffe) haben die gleiche Energiedichte wie fossile Kraftstoffe. reFuels lassen sich aus kohlenstoffhaltigen Reststoffen der Land- und Forstwirtschaft, aus Industrie- und Siedlungsabfällen wie auch durch die direkte Umwandlung von CO₂ und nachhaltig erzeugtem Wasserstoff herstellen.
Sowohl eFuels als auch reFuels sind eine potenzielle Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen und können dazu beitragen, den CO₂-Ausstoß zu reduzieren.
Szenarien für den Markthochlauf
Produziert werden reFuels bereits, allerdings noch im vorindustriellen Maßstab: „Es gibt entsprechende Verfahren und auch große Versuchsanlagen, die technisch ausgereift sind und bereits tonnenweise synthetischen Kraftstoff produzieren“, sagt Dahmen. Unklar ist, wie die Kraftstoffe auf den Markt und damit zu den Kundinnen und Kunden kommen sollen. „Wir können uns ja nicht einfach mit einem Fass an den Straßenrand stellen und verkaufen“, sagt Dahmen. Um herauszufinden, wann und wo welche Mengen an synthetischem Benzin, Diesel oder Kerosin benötigt werden, arbeiten die Forscherinnen und Forscher deshalb mit Szenarien. Dabei berücksichtigen sie zum Beispiel die politischen Ziele zur Elektrifizierung des Autoverkehrs oder die erwartete Entwicklung in den verschiedenen Verkehrssektoren. „Demnach wird Benzin wohl als Erstes vom Markt verschwinden“, meint Dahmen. Das wiederum hat Auswirkungen auf die Auslegung künftiger Produktionskapazitäten.
Das vom KIT koordinierte Verbundprojekt REF4FU wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur mit rund sieben Millionen Euro gefördert. Partner sind neben Instituten des KIT (IKFT, IMVT, EBI-ceb, IFKM, IIP) das DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ), die Technische Universität Bergakademie Freiberg sowie Chemieanlagenbau Chemnitz, BASF, EDL Anlagenbau und Ineratec; assoziierte Partner sind die Raffinerie MiRO, Porsche und ASG.