Ist eine indirekte Elektrifizierung der bessere Weg?

Studien weisen auf das unterschätzte Potential von E-Fuels hin

Die Elektrifizierung des Antriebs ist längst in vollem Gange, so ist immer wieder zu hören. Aber hat die Entwicklung auch den richtigen Weg eingeschlagen? „Gemeinhin wird darüber sehr ingenieurs-wissenschaftlich diskutiert – dabei ist die Frage der Zukunft unserer Mobilität längst zu einer gesellschaftlichen Debatte geworden. Bei der Frage etwa nach dem Antrieb der Zukunft ist eine gesamtheitliche Betrachtung und Bewertung notwendig, die unter anderem auch Fragen der Akzeptanz einbezieht“, unterstreicht Dr. David Bothe von Frontier Economics Limited. Gemeinsam mit dem Institut der deutschen Wirtschaft in Köln (IW) hat Frontier unlängst eine Studie erstellt, die sich mit den unterschätzten Potentialen von E-Fuels auseinandersetzt. Erkenntnisse daraus wird Dr. Bothe auf dem Internationalen Motorenkongress in Baden-Baden vorstellen.

Die Systemkosten ganzheitlich betrachten

Um die angestrebten Klimaschutzziele zu verwirklichen, muss Deutschland langfristig auch den Verkehrssektor nahezu vollständig auf erneuerbare Energien umstellen. Schließlich finden von 2472 TWh Gesamtendenergie, die in Deutschland im Jahr genutzt werden (Stand 2015), rund 30 Prozent im Verkehrssektor Verwendung. „In der öffentlichen Diskussion steht meist die direkte Elektrifizierung von Fahrzeugen im Fokus. Dabei zeigen unsere energiewirtschaftlichen Betrachtungen, dass chemische Energieträger, die als E-Fuels aus erneuerbarem Strom gewonnen werden, durchaus eine bessere ökonomische Effizienz aufweisen“, so Dr. Bothe weiter.

Da Erneuerbare Energien grundsätzlich im Überfluss vorhanden sind, sei nicht primär der Wirkungsgrad entscheidend, sondern, welcher energetische Nutzungspfad die geringsten Systemkosten aufweist – und sich technisch und sozial umsetzen lässt. „In einer systemischen Betrachtung zeigt sich, dass die Umwandlungsverluste von E-Fuels durch die Vorteile, die chemische Energieträger für die Energieversorgung bieten, in vielen Fällen mehr als kompensiert werden“, betont Dr. Bothe weiter.

E-Fuels bieten eine Reihe von Vorteilen

In einer Studie zeigt das Beratungsunternehmen Frontier Economics: Bei einer autarken Energieversorgung in Deutschland bis zum Jahr 2050 lassen sich durch die Nutzung von E-Fuels (gasförmig und flüssig) Investitionen von 250 Milliarden Euro einsparen – verglichen mit einer weitreichenden Elektrifizierung von Fahrzeugen. Die zentralen Kostenvorteile von E-Fuels sind dabei die hohe Energiedichte und die damit verbundene leichte Speicherbarkeit sowie die Möglichkeit, die vorhandene Infrastruktur und Endanwendungen für flüssige und gasförmige Energieträger zu nutzen – verbunden mit der zu erwartenden gesellschaftlichen Akzeptanz, die den Weg zur (indirekten) Elektrifizierung vereinfachen dürfte.

Für Akzeptanz beim automobilen Wandel sorgen

„Neben den ökonomischen und technischen Aspekten wird oft übersehen, dass das Energiewende-Projekt nur gelingen kann, wenn es eine breite gesellschaftliche Unterstützung für dieses Vorhaben gibt“, so Dr. Bothe weiter: „Diese Vorteile von E-Fuels wiegen mögliche Nachteile mehr als auf. Auch bei einer langfristigen Umstellung des Verkehrssektors auf annähernd 100 % erneuerbare Energien ist daher ein Energieträgermix aus Strom und E-Fuels die wirtschaftlichste Lösung für die Energieversorgung.“ Dies bietet Perspektiven für den Verbrennungsmotor, aber auch für alternative Anwendungen auf Basis von Brennstoffen wie Hybridsysteme oder Brennstoffzellen.


Legende

„Power-to-X“ bezeichnet verschiedene Technologien zur Speicherung bzw. anderweitigen Nutzung von meist erneuerbarem Strom – synthetische Kraft- und Brennstoffe („Power-to- Liquids“ und „Power-to- Gas“) gehören daher zu PtX. Die weltweite Nachfrage nach PtX könnte sich laut einer Frontier-Studie bis zum Jahr 2050 leicht Größenordnungen von 20.000 TWh erreichen – dies entspricht der Hälfte des derzeitigen weltweiten Rohölmarktes. So heißt es wörtlich in der Studie von Frontier und IW Köln: „Der weltweite Leistungsbedarf an Elektrolyseuren und weiteren Umwandlungskapazitäten (Methanisierungsanlagen und Anlagen zur Herstellung synthetischer Flüssigkraftstoffe) würde sich dann in einer Größenordnung von 8.000 GW bewegen. Hierdurch würden Investitionen in einer Größenordnung von schätzungsweise durchschnittlich 215 Mrd. Euro pro Jahr in PtX Anlagen (Elektrolyseure, weitere Umwandlungsanlagen, CO2 Erfassungsanlagen aus der Luft) ausgelöst. Zum Vergleich: Weltweite Investitionen in den Öl- und Gassektor umfassen aktuell ca. 746 Mrd. Euro pro Jahr.“