Wie effizient sind E-Fuels wirklich?
Daten und Fakten zu Effizienz und Kosten von synthetischen Kraftstoffen.
Professoren, Ingenieure und Experten beantworten häufig gestellte Fragen:
Bei eFuels immer auf dem Laufenden bleiben?
(Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Prof. Thomas Koch, Vorlesung „Nachhaltige Antriebssysteme“, Originalgrafik optisch durch das eFuels Forum angepasst)
E-Fuels Effizienz: Wie effizient sind E-Fuels?
Betrachtet man die Gesamtsystemeffizienz von E-Fuels, so steht diese – entgegen vieler medialer Darstellungen – der vom Elektroantrieb in nichts nach. Dabei liegt der häufigste Fehler darin, die Effizienzbetrachtung lediglich auf den Elektromotor zu beziehen – also ohne Betrachtung des Gesamtsystems vor und nach dem Motor.
Schaut man sich aber die Effizienz vom Windstoß (Windrad) bis zum drehenden Rad (well-to-wheel, wtw) an, statt nur vom Motor zum Rad (tank-to-wheel, ttw), bewegt sich der Effizienzvergleich zwischen Elektroauto und Verbrennerauto mit E-Fuels auf einem ähnlichen Niveau. Siehe dazu die Grafik vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) aus der Vorlesung „Nachhaltige Antriebssysteme“ von Prof. Thomas Koch.
Hierbei ist es wichtig, immer von realistischen Annahmen auszugehen, wie beispielsweise der Tatsache, dass die industrielle E-Fuels-Produktion in sonnen- und windreichen Regionen der Welt stattfindet und nicht in Deutschland. Denn E-Fuels sind dank ihrer flüssigen Form über weite Strecken transportierbar und können einfach in Tanks gelagert werden – ganz im Gegensatz zum Ladestrom von E-Autos.
Darüber hinaus sollte man sich auch immer daran erinnern, dass Effizienz nur ein Aspekt des Gesamtbildes ist und andere Faktoren wie Infrastruktur, Verfügbarkeit von Rohstoffen und politische Entscheidungen ebenfalls eine Rolle spielen.
E-Fuels Kosten: Was kostet 1 Liter synthetischer Diesel?
Zurzeit werden E-Fuels hauptsächlich für Forschungszwecke in kleinen Mengen produziert. Daher ist der oft angegebene Preis von E-Fuels natürlich noch sehr hoch. Dies wird sich aber mit dem Hochfahren der E-Fuels-Produktion in industriellem Maßstab ändern (Stichwort: Skaleneffekte).
E-Fuels-Hersteller wie Saudi Aramco gehen heute schon davon aus, dass in wenigen Jahren ein Preis von 80 Cent/Liter E-Fuels erreichbar sein wird. Grund dafür ist unter anderem der günstige Strompreis in Saudi-Arabien, der bei nur einem Cent pro Kilowattstunde liegt.
Was sind E-Fuels einfach erklärt?
E-Fuels, auch als synthetische Kraftstoffe bekannt, sind Kraftstoffe, die mithilfe von erneuerbarem Strom und Kohlendioxid (CO2) erzeugt werden. Im ersten Schritt wird durch Elektrolyse Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Dann wird der Wasserstoff mit CO2 kombiniert, um Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Diese können als E-Fuels genutzt werden. Sie sind potenziell CO2-neutral und können in bestehenden Verbrennungsmotoren eingesetzt werden.
E-Fuels tanken: Kann jeder Verbrenner E-Fuels tanken?
Ja, E-Fuels können in bestehenden Verbrennungsmotoren verwendet werden, da sie ähnliche chemische Eigenschaften wie traditionelle, fossile Kraftstoffe aufweisen. Sie können dabei so konzipiert werden, dass sie ähnliche Brenneigenschaften wie Benzin, Diesel oder Kerosin aufweisen.
Warum sollten E-Fuels auch unbedingt im Straßenverkehr eingesetzt werden?
E-Fuels können eine wichtige Rolle bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen im Straßenverkehr spielen. Hier sind einige Gründe, warum ihre Nutzung auch im Straßenverkehr unbedingt notwendig sind:
CO2-neutrales Fahren: E-Fuels werden aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserstoff hergestellt, die durch erneuerbare Energien gewonnen werden können. Das bedeutet, dass das CO2, das bei der Verbrennung von E-Fuels freigesetzt wird, zuvor aus der Atmosphäre entfernt wurde. Dies könnte zu einem netto-null CO2-Fußabdruck führen, wenn der gesamte Prozess von erneuerbaren Energien gespeist wird.
Kompatibilität mit bestehender Infrastruktur: E-Fuels können in bestehenden Verbrennungsmotoren und Infrastrukturen für fossile Kraftstoffe verwendet werden. Dies könnte den Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft erleichtern, da es nicht notwendig wäre, die gesamte bestehende Infrastruktur sofort zu ersetzen.
Energieeffizienz und Reichweite: E-Fuels können eine höhere Energieeffizienz und Reichweite im Vergleich zu Elektrofahrzeugen bieten, insbesondere in schweren Fahrzeugen oder in Bereichen, wo eine längere Reichweite benötigt wird.
Ergänzende Technologie: E-Fuels könnten eine gute Ergänzung zu Elektrofahrzeugen sein, insbesondere in Bereichen, die schwer zu elektrifizieren sind, wie z.B. im Schwerlastverkehr, bei Langstreckenfahrzeugen oder bei bestimmten Formen des öffentlichen Verkehrs.
Wichtig zu bedenken:
Eine Beschränkung auf vergleichsweise kleine und kostensensible Sektoren wie den Schiff- und Flugverkehr würde den Hochlauf von E-Fuels behindern, wobei bei der Herstellung von Flugkraftstoff automatisch auch Kraftstoffe für den Straßenverkehr als Koppelprodukte entstehen. Wenn man also über eine optimale Ressourcennutzung nachdenkt, sollten die synthetischen Nebenprodukte wie eBenzin, eDiesel und eHeizöl, die sich bei der Produktion von eKerosin bilden, ebenfalls genutzt werden.
E-Fuels Herstellung: Wie werden E-Fuels hergestellt?
Die Herstellung von E-Fuels, auch als synthetische Kraftstoffe bekannt, umfasst im Allgemeinen drei Hauptprozesse:
Wasser-Elektrolyse: Zunächst wird Strom aus erneuerbaren Energien verwendet, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Dieser Prozess wird als Elektrolyse bezeichnet. Der produzierte Wasserstoff ist das grundlegende Ausgangsmaterial für die Herstellung von E-Fuels.
CO2-Abscheidung: Parallel zur Wasserstoffproduktion wird CO2 aus der Atmosphäre oder aus industriellen Emissionen abgeschieden. CO2-Abscheidungstechnologien, auch als Carbon Capture bekannt, können dabei helfen, das für die Herstellung von E-Fuels erforderliche CO2 zu liefern.
Synthese: Schließlich werden der abgeschiedene Kohlenstoff und der durch Elektrolyse gewonnene Wasserstoff miteinander kombiniert, um E-Fuels zu produzieren. Dieser Prozess wird durch verschiedene chemische Verfahren erreicht, einschließlich der Methanisierung, also der Erzeugung von synthetischem Methan und der Fischer-Tropsch-Synthese, um synthetische Kohlenwasserstoffe wie Diesel oder Kerosin entstehen zu lassen.
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