Was kosten Designer Fuels?

Studie: Künftige Kosten strombasierter synthetischer Kraftstoffe

16. Mai 2018

Im defossilisierten Energiesystem der Zukunft werden synthetische Kraftstoffe aus Erneuerbaren Energien (E-Fuels oder Designer-Fuels) – eine wichtige Ergänzung zur direkten Nutzung regenerativer Energien oder von Strom aus Erneuerbaren Energien sein. Inzwischen wecken Szenarien Interesse, die auf den breiten Einsatz synthetischer Kraftstoffe bei stark reduzierten Kosten setzen. Welche Annahmen sprechen für diese geplanten Kostensenkungen? Um für Aufklärung zu sorgen, haben Agora Verkehrswende und Agora Energiewende Frontier Economics beauftragt, Kostensenkungspfade für synthetische Kraftstoffe zu analysieren und günstige Standorte im In- und Ausland für die Erzeugung von Erneuerbarem Strom zu untersuchen. Im Rahmen eines Webinars stellten Urs Maier (Agora Verkehrswende) und Matthias Deutsch (Agora Energiewende) die wichtigsten Ergebnisse der kürzlich veröffentlichten Analyse am 16.05.2018 vor.

Ein weiteres Ziel dieser Studie, so Maier und Deutsch, sei die Förderung der Diskussion darüber, wie man die Produktion von synthetischen Kraftstoffen nachhaltig macht und mit welchen Mitteln sich das am wahrscheinlichsten erreichen lässt.

Vier Schlüssel-Erkenntnisse vorweg

  1. Synthetische Kraftstoffe werden eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung des Chemiesektors, der Industrie und Teilen des Verkehrssektors spielen. Technologien zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe können zur Herstellung chemischer Vorprodukte, zur Erzeugung von Hochtemperatur-Prozesswärme sowie zur Versorgung von Luft-, See- und eventuell Straßentransporten eingesetzt werden. Da synthetische Kraftstoffe teurer sind als die direkte Nutzung von Elektrizität, ist ihre mögliche Bedeutung in anderen Sektoren noch ungewiss.
  2. Um wirtschaftlich effizient zu sein, benötigen Power-to-Gas- (PtG) und Power-to-Liquid-Anlagen (PtL) kostengünstigen Strom aus Erneuerbaren Energien und hohe Volllaststunden. Überschüssiger Erneuerbarer Strom wird nicht ausreichen, um den Strombedarf bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe zu decken. Stattdessen müssen Erneuerbare Kraftwerke explizit für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe gebaut werden, entweder in Deutschland (d.h. als Offshore-Wind) oder in Nordafrika und dem Mittleren Osten (d.h. als Onshore-Wind und/oder PV). Die Entwicklung von Anlagen für synthetische Kraftstoffe in öl- und gas-exportierenden Ländern würde diesen Ländern ein postfossiles Geschäftsmodell bieten.
  3. Synthetisches Methan und Öl werden in Europa anfangs zwischen 20 und 30 ct/kWh kosten. Die Kosten können bis 2050 auf 10 ct/kWh sinken, wenn die globale Leistung von PtG und PtL rund 100 GW erreicht. Die angestrebten Kostensenkungen erfordern erhebliche, frühzeitige und kontinuierliche Investitionen in Elektrolyseure und CO2-Absorber. Ohne politische Intervention oder hohe CO2-Preise ist dies jedoch unwahrscheinlich, da die Kosten für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe höher bleiben werden als die Kosten für die Gewinnung konventioneller fossiler Brennstoffe.
  4. Wir brauchen einen politischen Konsens über die Zukunft von Öl und Gas, der sich zum Ausstieg aus fossilen Brennstoffen verpflichtet, effiziente Ersatztechnologien bevorzugt, Nachhaltigkeitsregelungen einführt und Anreize für die Produktion synthetischer Kraftstoffe schafft. Strombasierte Brennstoffe sind keine Alternative zu fossilen Brennstoffen, können aber Technologien mit geringeren Umwandlungsverlusten wie Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen ergänzen. Anwendungsspezifische Adoptionsziele und verbindliche Nachhaltigkeitsregelungen können dazu beitragen, dass PtG- und PtL-Kraftstoffe dem Klima zugute kommen und gleichzeitig eine verlässliche Grundlage für eine langfristige Planung bieten.

Um die Treibhausgas-Reduktionsziele zu erreichen, wird der Einsatz synthetischer Kraftstoffe in großem Maßstab nötig sein.

Deutschland strebt bis 2030 eine Verringerung der Treibhausgasemissionen um 55 % gegenüber 1990 an. Darüber hinaus will das Land bis 2050 eine Treibhausgasreduktion von 80% bis 95% erreichen. Der 2016 von der Bundesregierung verabschiedete Klimaschutzplan 2050 legt als erste deutsche Regierungspolitik die Reduktionsziele für jeden Wirtschaftszweig fest. Konkret sieht der Klimaschutzplan vor, die Emissionen im Gebäudesektor von 119 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2014 auf 70 bis 72 Mio. t CO2-Äquivalente bis 2030 zu reduzieren. Im Verkehrssektor sollen die Emissionen von 160 Mio. t CO2-Äquivalenten im Jahr 2014 auf 95-98 Mio. t CO2-Äquivalente im Jahr 2030 gesenkt werden. Zu den wichtigsten energiepolitischen Maßnahmen zur Erreichung dieser Reduktion bis 2030 gehören die Verbesserung der Energieeffizienz, sowie die Elektrifizierung der Produktionsmengen.

Bio-basierte Treibstoffe nicht ausreichend

PtG und PtL werden als Brennstoffquellen besonders wichtig sein, da nachhaltig erzeugte Biomasse – einschließlich Holz, Biogas und Biokraftstoffe – nicht in ausreichender Menge zur Verfügung steht, um Kohle, Öl und Erdgas in Anwendungen zu ersetzen, die auf thermische Verbrennung angewiesen sind. Aufgrund der Tatsache, dass Biomasse die Anbauflächen für Lebens- und Futtermittel verdrängt, gibt es sowohl in Deutschland als auch weltweit starke Einschränkungen bei der Ausweitung der Produktion. Und während durch die Herstellung von Biokraftstoffen aus Abfällen und landwirtschaftlichen Reststoffen ein Flächenwettbewerb vermieden werden kann, ist das Wachstumspotenzial für diese Klasse von Biokraftstoffen viel zu begrenzt, um den Energiebedarf des Verkehrssektors zu decken.

Rolle der Designer Fuels im Energiesystem noch unklar

Synthetische Kraftstoffe auf Strombasis können die Dekarbonisierung fördern, wenn sie mit Erneuerbarer Energie erzeugt werden, und wenn die Kohlenstoffeinträge (falls erforderlich) klimaneutral sind. Der wichtigste synthetische Kraftstoff ist Wasserstoff als Grundmolekül, gefolgt von Methan und synthetischen flüssigen Kraftstoffen. Die genaue Rolle, die diese Brennstoffe im Energiesystem der Zukunft spielen werden, ist jedoch noch unklar. Die Antwort auf diese Frage hängt wesentlich davon ab, wann und zu welchen Kosten konventionelle Kraftstoffe durch klimafreundliche Alternativen ersetzt werden können. Aus heutiger Sicht scheint es möglich zu sein, große Mengen synthetischer Kraftstoffe zu vernünftigen Kosten herzustellen, so dass synthetische Kraftstoffe eine bedeutende Rolle bei der Dekarbonisierung spielen können.

synthetischer Kraftstoff

Zapfsäule in Zürich-Enge – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Synthetische Kraftstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber der direkten Nutzung von Elektrizität: Synthetische Kraftstoffe sind energieintensiv, können gelagert und transportiert werden und sind zudem in vielerlei Hinsicht mit bestehenden Energiesystemen kompatibel. Dadurch weisen synthetische Kraftstoffe die gleichen positiven Eigenschaften auf wie fossile Kraftstoffe. Industriegesellschaften haben weitreichende technologische Abhängigkeiten und Routinen im Alltag entwickelt. Die Kompatibilität der synthetischen Kraftstoffe mit der bestehenden Infrastruktur ist ein klares Argument für sie, denn ihre Einführung bringt keine großen Änderungen in den bestehenden Routinen und Systemen mit sich.

 

Großer Nachteil der Synthetischen: Mangelhafte Energieeffizienz

Synthetische Kraftstoffe haben jedoch einen großen Nachteil: geringe Energieeffizienz. Aufgrund von Umwandlungsverlusten werden für ihre Produktion große Mengen Strom benötigt. Im Vergleich zur direkten Stromnutzung ist die Herstellung synthetischer Kraftstoffe mit hohen Umwandlungsverlusten verbunden. Dies hat zwei unmittelbare Folgen: Erstens werden PtG- und PtL-Kraftstoffe immer deutlich höher liegen als direkte Stromkosten. Zum anderen erhöht die Abhängigkeit von synthetischen Kraftstoffen die Nachfrage nach Strom aus Wind- und Solarenergie deutlich und damit auch die geografische Ausdehnung der regenerativen Energiesysteme. Werden synthetische Kraftstoffe in großem Maßstab eingesetzt, können die hohen Mengen an Erneuerbaren Energien, die für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen benötigt werden, nicht in Deutschland erzeugt, sondern müssen importiert werden. Die Abschätzung des globalen Potenzials für die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe ist kein Ziel dieser Studie.

synthetische Kraftstoffe

Effizienzkriterien verschiedener Antriebsarten – Grafik © Agora auf Basis von acatech et al.

Umwandlungsverluste, die mit drei verschiedenen Pkw-Antriebstechnologien verbunden sind, unter der Annahme, dass die zugrunde liegende Energiequelle Erneuerbarer Strom ist: batteriebetriebene Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor. Der Gesamtwirkungsgrad des Systems sinkt mit jedem weiteren Umsetzungsschritt:

  1. Das batteriebetriebene Elektrofahrzeug hat den höchsten Wirkungsgrad (69%), da die anfallenden Umwandlungsverluste relativ gering sind.
  2. Das Brennstoffzellenfahrzeug belegt mit einem Wirkungsgrad von 26% den zweiten Platz. In diesem Fall führt der Zwischenschritt der Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse zu einer deutlichen Wirkungsgradverminderung.
  3. Die am wenigsten effiziente Lösung ist der Einsatz synthetischer Kraftstoffe in einem Verbrennungsmotor, da die zweistufige chemische Umwandlung in Kombination mit der Ineffizienz des Verbrennungsmotors zu einem Gesamtwirkungsgrad von 13% führt. Batteriebetriebene Fahrzeuge sind damit fünfmal effizienter als Verbrennungsmotoren, die mit erneuerbaren synthetischen Kraftstoffen betrieben werden. Das bedeutet, dass ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor fünfmal so viel Strom aus erneuerbaren Energien benötigt wie ein batteriebetriebenes Fahrzeug, um die gleiche Strecke zurückzulegen.

Im Vergleich zum direkten Stromverbrauch erfordern Szenarien, die einen breiten Einsatz synthetischer Kraftstoffe vorsehen, daher eine deutlich erweiterte Flotte Erneuerbarer Energien mit der damit verbundenen Landnutzung. Hohe Kosten entstehen auch durch den Bau von Anlagen zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe.

synthetische Kraftstoffe

Individuelle und Gesamtwirkungsgrade für verschiedene Heizsysteme – Grafik © Berechnungen der Autoren nach acatech et al. (2017 a,b), Köppel (2015), FENES et al. (2015)

Der Wirkungsgrad verschiedener Heizsysteme, wieder unter der Voraussetzung, dass die zugrunde liegende Energiequelle Erneuerbarer Strom ist:

  1. Die elektrische Wärmepumpe ist die Technologie mit dem höchsten Gesamtwirkungsgrad, da sie im Gegensatz zu anderen eine besondere Hebelwirkung hat. Ihr Wirkungsgrad von 285% ist darauf zurückzuführen, dass sie der Umwelt (Luft, Boden oder Wasser) mehr Energie entziehen kann, als für den Betrieb erforderlich ist. In dem hier vorgestellten Beispiel kann die Wärmepumpe dreimal mehr Heizenergie liefern als die benötigte Eingangsleistung.
  2. Die zweiteffizienteste Technologie ist der Gas-Brennwertkessel mit einem Wirkungsgrad von 50%. Während der Transport in diesem Fall nur geringe Verluste aufweist, ist die Produktion von Wasserstoff mit hohen Umwandlungsverlusten verbunden.
  3. Am Ende des Prozesses steht die Wasserstoff-Brennstoffzelle mit einem Wirkungsgrad von 45%, die zu fast gleichen Teilen aus Wärme (24%) und Strom (21%) besteht. Entsprechend ist der Gesamtwirkungsgrad der Wärmepumpe sechsmal höher als der der Wasserstoff-Brennstoffzelle. Berücksichtigt man nur die Wärmeerzeugung der Wasserstoff-Brennstoffzelle (24%), so ist der Wirkungsgrad der Wärmepumpe zwölfmal höher.

Beide Abbildungen zeigen die relativ hohen Umwandlungsverluste beim Einsatz von synthetischen Kraftstoffen .
Mangels eindeutiger Belege dafür, dass dieser unbestreitbare, physikalische Nachteil synthetischer Kraftstoffe durch andere Vorteile – nämlich die Vermeidung von Infrastrukturkosten – mehr als ausgeglichen wird, liegt es nahe, zunächst technologische Lösungen mit geringeren Umwandlungsverlusten zu verfolgen. Im Heizungs- und Transportsektor sollten synthetische Kraftstoffe überwiegend in Bereichen eingesetzt werden, in denen eine direkte und effiziente Stromnutzung nicht möglich ist.

Verkehr: E-Mobilität außer bei Schwerlast und nicht im Luft- und Seeverkehr

Deutsche E-Mobility-Flotte vor Berliner bcc – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Im Verkehrssektor sind Elektromotoren die effizienteste und kostengünstigste Lösung für den Antrieb von Zügen, Autos, leichten Nutzfahrzeugen, Stadtbussen und Lkw, die über kurze Strecken und mit guten Lademöglichkeiten fahren. Bei schweren Lastkraftwagen, die über längere Strecken fahren, muss man unterscheiden. Denn die Fahrzeugbatterien in der Massenproduktion sind als einzige Energiequelle nicht stark genug und werden in den kommenden Jahren auch nicht stark genug sein. Deshalb müssen schwere Lkw, die über weite Strecken fahren, mit Freileitungen betrieben werden – oder alternativ, mit Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen. Eine Kombination verschiedener Antriebstechnologien kann sinnvoll sein, um geografische Gebiete zu bearbeiten, in denen noch keine Oberleitungen installiert sind. Ohne ein flächendeckendes Freileitungsnetz wird das entkohlte Transportsystem der Zukunft zwangsläufig Fernlastkraftwagen enthalten, die auf synthetische Kraftstoffe angewiesen sind.

Auch für den Luft- und Seeverkehr ist nach derzeitiger Expertenmeinung die direkte Stromnutzung nur sehr eingeschränkt möglich. Diese beiden Teilsektoren benötigen daher klimaneutrale synthetische Kraftstoffe, nämlich Wasserstoff zum Antrieb von Brennstoffzellen sowie CO2-basiertes synthetisches Methan oder Flüssigkraftstoff zum Antrieb von Verbrennungsmotoren. Synthetische Kraftstoffe werden auch für den Betrieb von Baumaschinen und schweren landwirtschaftlichen Fahrzeugen benötigt, da es nur in ausgewählten Fällen möglich sein wird, diese Fahrzeugtypen direkt mit Strom zu versorgen. Die Autoren regen an, die Politik solle die Einführung von Quoten für E-Fuels in diesen Bereichen diskutieren.

Heizung

Power to Liquid

Audi und Global Bioenergies entwickeln synthetischen Kraftstoff – Foto © Audi

Im Heizungsbereich für Gebäude ist die effizienteste Option die direkte Nutzung Erneuerbarer Energien (z.B. durch die Installation von Tiefengeothermie- und Solarthermieanlagen) sowie der Betrieb von Wärmepumpen mit Erneuerbarer Energie. Eine Einschränkung in diesem Bereich ist, dass bestehende Gebäude ausreichend gedämmt sein müssen, um die Installation einer Wärmepumpe effektiv zu machen. Wenn diese Anforderung – aus welchen Gründen auch immer – ein Problem darstellt, könnte der Einsatz synthetischer Kraftstoffe eine Alternative sein, entweder in Kombination mit einem Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerk (BHKW), einem Brennwertkessel oder einer Wärmepumpe, die als Hybridheizsystem arbeiten. Die industrielle Prozesswärme ist die primäre Form des Wärmebedarfs im industriellen Bereich. Wärmepumpen sind das effektivste Mittel zur Deckung des Wärmebedarfs bei niedrigen Temperaturen (das sind derzeit etwa 75 Grad Celsius, könnten aber bei der Entwicklung neuer Kühltechnologien bis zu 140 Grad Celsius bedeuten). 2014 wurden jedoch rund 60% des Bedarfs an industrieller Prozesswärme für Temperaturen über 200 Grad Celsius benötigt. Wärmepumpen können den Bedarf auf diesem Temperaturniveau nicht decken.

Während in einigen Bereichen Lösungen möglich sind, die auf der direkten Umwandlung von Elektrizität beruhen, werden Verbrennungsprozesse notwendig sein, um einen beträchtlichen Teil des zukünftigen Bedarfs an Hochtemperatur-Prozesswärme zu decken. Um die Entkarbonisierungsziele zu erreichen, müssen hier synthetische Brennstoffe eingesetzt werden.

Wasserstoff

Waserstoff-Zapfsäule an Multi-Energie-Tankstelle – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft für Solarify

Aufgrund ihrer geringen Umwandlungseffizienz werden synthetische Kraftstoffe in der Regel (bisher) nur in Szenarien berücksichtigt, die Dekarbonisierungspfade bis 2050 in Bereichen des Energiesystems modellieren, für die keine realistische, effizientere Alternative absehbar ist. Neben ihrer Rolle im Transport- und Wärmesektor werden synthetische Kraftstoffe für die langfristige Speicherung von Strom und für die klimaneutrale Produktion der von der Industrie benötigten Einsatzstoffe von Bedeutung sein.

Im Energiesektor werden hohe Anteile an erneuerbaren Energien die Speicherung von synthetischem Methan als Energieträger zur Deckung des Bedarfs sehr wichtig machen, wenn die Wind- und Sonnenenergie-Erzeugung gering ist. Gegenwärtig sehen Experten vornehmlich die Rückumwandlung von Wasserstoff in Strom durch Verbrennung in Gaskraftwerken, entweder als Zusatz zu Erdgas oder in Form von Ammoniak als Backup-Energiequelle zur Deckung des Bedarfs bei geringer Wind- und Sonnenenergie-Erzeugung. Der Einsatz von Wasserstoff-Verbrennungsmotoren stellt eine weitere Option dar.

Synthetische Treibstoffe keine Alternative, aber in einigen Bereichen  unverzichtbar

Synthetische Kraftstoffe sind keine alternative Energiequelle, sondern eine Ergänzung für Technologien mit geringeren Umwandlungsverlusten wie Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen. Dabei sind anwendungsspezifische Ziele entscheidend. Regierung und Industrie müssen zu einem Konsens kommen und Regeln für das Auslaufen von Erdöl und Erdgas und für deren Substitution durch klimaneutrale Alternativen einführen. Dabei ist zu betonen, dass diese Substitution nicht eins zu eins mit klimaneutralen Brennstoffen erfolgen kann. Aufgrund der erheblichen Umwandlungsverluste würde dieser Ansatz erhebliche Nachteile in Bezug auf Effizienz, Energiebedarf, Flächenbedarf, Kosten und den Erfolg der globalen Umstellung auf saubere Energien mit sich bringen.

Obwohl sie keine Alternative zu direktem Strom und Erneuerbarer Energie sind, werden synthetische klimaneutrale Kraftstoffe in einigen Bereichen höchstwahrscheinlich zu einer unverzichtbaren zusätzlichen Energiequelle werden. Daher ist es wichtig, eine Grundlage für die mittel- und langfristige Verfügbarkeit wettbewerbsfähiger Kosten zu schaffen. Dies kann nur gelingen, wenn regulative Instrumente eingesetzt werden, die eine langfristige Planung von Investitionen in PtL- und PtG-Anlagen ermöglichen. Die Schaffung einer verlässlichen Grundlage für Planungsentscheidungen wird von drei Faktoren abhängen:

  1. der Annahme eines klaren Ausstiegspfades,
  2. transparenten Richtlinien und
  3. Anreizen für den Einsatz der effizientesten Technologie in jedem Sektor.

Darüber hinaus muss ein verlässliches Marktbeschleunigungsprogramm für nachhaltig produzierte synthetische Kraftstoffe vorhanden sein.

Bestehende Instrumente zur Senkung der spezifischen CO2-Emissionen von Kraftstoffen wie die EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie oder zur Erhöhung des Anteils Erneuerbarer Energien wie die EU-Richtlinie über Erneuerbare Energien fördern bereits den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und die Einführung klimaneutraler Alternativen. Sowohl Direktantrieb als auch synthetische Kraftstoffe werden in der überarbeiteten Fassung der Erneuerbare-Energien-Richtlinie ausdrücklich erwähnt.

Woher das CO2 nehmen? CCS oder DAC?

Wird das von der Industrie bereitgestellte CO2 den Bedarf für die Herstellung synthetischer Kraftstoffe in Deutschland im Jahr 2050 decken können? Diese Frage ist wichtig, weil die internationale Treibhausgasberichterstattung verlangt, dass das fossile CO2 aus dem Emissionsbudget des jeweiligen Landes gedeckt wird, auch wenn die CO2-Abtrennung und Kraftstoffproduktion im Ausland erfolgt. Andernfalls würde das CO2 aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Deutschland die Emissionsbudgets übersteigen.

Zweitens verminderte sich die Verfügbarkeit von abgeschiedenem CO2. Das Ziel der Pariser Vereinbarung, die globale Erwärmung auf 1,5 Grad Celsius über dem vorindustriellen Niveau zu begrenzen, wird die Welt nach den derzeitigen Reduzierungsmaßnahmen voraussichtlich nicht erreichen. In Zukunft müssen daher die Treibhausgasemissionen in der Industrie eliminiert oder  abgeschieden und unterirdisch verlagert werden (CCS).

Drittens sind Investitionen in die direkte Luftabscheidung (Direct Air Capture, DAC) ein Muss. Solange kostengünstiges CO2 aus der Zement- und Stahlindustrie verfügbar ist, werden die Investitionen in DAC-Technologien  nicht den für eine schnelle Kostensenkung erforderlichen Umfang erreichen. Die Studie projiziert DAC-Kosten von 145 €/t CO2 bis 2030 und danach 100 €/t. Eine weitere Frage ist, ob die Verlagerung von Treibhausgasemissionen von einem Sektor in einen anderen nur den Druck zur Dekarbonisierung verringern wird. Dies hat zur Folge, dass die Sektoren, die davon profitieren – zum Beispiel der Baustoffsektor – weniger Anreize zur Innovation haben.
Ein drittes Risiko besteht bei der direkten Luftaufnahme: DAC-Anlagen haben einen großen geografischen Fußabdruck, der bereits in den frühesten Planungsphasen berücksichtigt werden muss.

Die Umwandlung von PtG und PtL aus CO2-Emissionen für DAC ist zudem aufwendig. Während Flächen in Nordafrika und im Nahen Osten eine untergeordnete Rolle spielen, kann das nicht für die dicht besiedelten Gebiete Europas gesagt werden. Eine PtG- oder PtL-Anlage bezieht eine Nennlast von einem Gigawatt aus einem großen Offshore-Windpark in der Nord- oder Ostsee. Das CO2 aus dem DAC würde eine Fläche von 0,19 bis 1,28 Quadratkilometern benötigen –  etwa 27 bis 180 Fußballfelder.

Logischerweise zitieren Maier und Deutsch die alte Desertec-Vision. Desertec habe ein [Produktions- und] Übertragungssystem schaffen wollen, mit dem Solarstrom aus dem südlichen Mittelmeerraum [besser: aus dem MENA-Raum] nach Europa gebracht werden könne. Doch das im Projekt vorgesehene System von Hochspannungs-Gleichstromleitungen müsse noch realisiert werden.

Karte der möglichen Wüstenstromflüsse nach Europa – © dii

Die Produktion von synthetischen Kraftstoffen im südlichen Mittelmeerraum bietet ähnliche Vorteile wie die Desertec-Vision. Für die Exportländer ergibt sich der größte Nutzen aus der wirtschaftlichen Produktivitätssteigerung durch die Herstellung von Komponenten zur Erzeugung und durch den Bau und Betrieb von Kraftwerken für Erneuerbare Energien. Einen ähnlichen Schub dürfte der Bau weiterer PtG- und PtL-Produktionsanlagen erzeugen. Die Importländer ihrerseits erhalten die benötigten synthetischen Kraftstoffe zu relativ günstigen Kosten. Dass Hochspannungsleitungen nach Europa fehlen, stelle für synthetische Kraftstoffe kein Problem dar. Synthetische Kraftstoffe könnten über bestehende Pipelines und Infrastrukturen transportiert werden.

Mit der enormen Herausforderung der Dekarbonisierung wird auch der dringende Bedarf an synthetischen Kraftstoffen in einigen Bereichen immer deutlicher. Genau hier setzt die regenerative Energieerzeugung im südlichen Mittelmeerraum an: Sie bietet einen sinnvollen Ansatz für globale Arbeitsteilung und trägt gleichzeitig zur Sicherung der geopolitischen Stabilität bei. [Auch das war bereits Teil des Desertec-Konzepts. – Die Anmerkungen in eckigen Klammern von Solarify.]

Wirtschaftlichkeit der Designer Fuels

Zur wirtschaftlichen Effizienz brauchen PtG- und PtL-Anlagen laut Maier und Deutsch kostengünstigen EE-Strom und viele Volllaststunden. Überschüssiger EE-Strom werde zur Deckung des Strombedarfs für die Designer-Fuel-Produktion nicht ausreichen. Daher  fordern die Studienautoren Kapazitätsauslastung für EE-Anlagen von mindestens 3.000-4.000 Stunden pro Jahr (h/a), schon aufgrund hoher Fixkosten. Sogenannte “überschüssige Leistung” mit weniger als 2.000 h/a zu niedrigen Preisen reiche nicht aus. Zusätzliche Erneuerbare Energie-Anlagen für die PtG-/PtL-Produktion seien Offshore-Wind, PV und Onshore-Wind mit ungefähr 4.000 h/a. Die Vollkosten von Anlagen für Erneuerbare Energien seien relevant.

Die Kosten für synthetisches Methan und Öl könnten bis 2050 von anfänglich 20 bis 30 ct/kWh auf etwa 10 ct/kWh sinken – unter der Voraussetzung, dass sich die weltweite Elektrolysekapazität auf 100 GW erhöht. Dazu komme, dass Importe billiger seien. Weitere Kostensenkungen seien durch PV, durch Batterien, jeweils sehr große Anlagen, zu erwarten. Kostensteigerungen seien zu befürchten durch höhere Kapitalkosten in Ländern mit erhöhtem Risiko wie in Nahost und Nordafrika. Das könne allerdings auch zu einer inversen Situation der Importe gegenüber der inländischen Produktion führen.

Die angestrebten Kostensenkungen erforderten erhebliche, frühzeitige und kontinuierliche Investitionen in Elektrolyseure. Skalen- und Lerneffekte seien entscheidend für die Kostenreduktion, aber unsicher (z.B. CO2 aus der Luft). Entscheidend ist für Maier und Deutsch die internationale 100-GW-Herausforderung. Aber: Große Investitionen seien ohne politische Intervention oder einen hohen CO2-Preis aufgrund der hohen Kosten für synthetische Kraftstoffe (vorerst) nicht zu erwarten.

Elektrolyseur – Foto © zukunft-erdgas.info

Die Wasserstoffproduktion koste weniger als Methan, erfordere aber neue Infrastrukturen und Endanwendungen. So sei die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas für geringe Anteile an Wasserstoff in Deutschland erlaubt. Bei einem Wasserstoffanteil von mehr als 15 Volumenprozent sei aber mit einer kostspieligen Nachrüstung zu rechnen. Lokale Infrastruktur speziell für Wasserstoff könnte eine Option sein. Der Vorteil des Wasserstoffs sei, dass es keine Unsicherheiten bei der CO2-Abtrennung aus der Luft gebe. Der Nachteil: eine einfache Weiterverwendung der vorhandenen Infrastruktur sei nicht möglich.

Maier/Deutsch fordern dazu von der Politik klare Kante, nämlich “einen politischen Konsens über die Zukunft von Öl und Gas, der sich zum Ausstieg aus fossilen Brennstoffen verpflichtet”, aber nicht nur das, sondern weit mehr, nämlich dass sie “effiziente Ersatztechnologien bevorzugt, Nachhaltigkeitsregelungen einführt und Anreize für die Produktion synthetischer Kraftstoffe schafft”.

Nachhaltigkeitsstandards für die Produktion von Kraftstoffen auf Strombasis müssen entwickelt werden

  • Minimale Treibhausgasreduktion: Die gesamte Produktionskette synthetischer Kraftstoffe muss 70% weniger Treibhausgas ausstoßen als herkömmliche fossile Kraftstoffe.
  • Zusätzliche regenerative Stromerzeugung: Strom für den gesamten Produktionsprozess (inkl. Wasseraufbereitung etc.) muss aus zusätzlichen regenerativen Kraftwerken stammen. Kann dies nicht erreicht werden, müssen die Emissionen jedes Strommixes ausgeglichen werden.
  • CO2 aus nachhaltigen atmosphärischen Quellen: Nur die Gewinnung von CO2 aus der Luft oder aus nachhaltigen biogenen Quellen führt zu einem geschlossenen, klimaneutralen Kreislauf. Kann dies nicht erreicht werden, sind alle CO2-Emissionen zu zählen. Die CO2-Abtrennung aus der Stahl- oder Zementproduktion wurde im Webinar nicht positiv bewertet, das allerdings wurde nicht begründet.
  • Nachhaltige Nutzung von Wasser und Land: Die Wasseraufbereitung für die Elektrolyse darf die Wasserversorgung nicht negativ beeinflussen. Produktionsstandorte dürfen sich nicht in Naturschutzgebieten oder anderen gefährdeten Gebieten (z.B. Lebensräumen mit hoher Biodiversität) befinden.
  • Soziale Nachhaltigkeit der Kraftstoffproduktion: Die Herstellung synthetischer Kraftstoffe darf sich nicht negativ auf die lokalen Gemeinschaften auswirken. Wenn Kraftstoff in Entwicklungsländern produziert wird, muss ein Teil der Einnahmen in eine nachhaltige lokale Entwicklung fließen.

->Quellen:

Solarify ist ein von Agentur Zukunft und dem Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (CEC) in Mülheim an der Ruhr betriebenes Internet-Portal für Nachhaltigkeit, Erneuerbare Energien, Klimawandel und Energiewende.

Autor: Gerhard Hoffmann

Quelle: Solarify https://www.solarify.eu/2018/05/16/034-was-kosten-designer-fuels/


 

DLR und TU Braunschweig vereinbaren Zusammenarbeit bei der Batterieforschung

 

Dienstag, 24. April 2018

  • DLR und TU BS unterzeichnen Absichtserklärung für die Zusammenarbeit im Bereich der Batterieforschung.
  • Neuer Zweig am DLR-Standort Braunschweig soll die bisherige DLR-Batterieforschung an den Standorten Oldenburg, Ulm, Stuttgart und Köln ergänzen.
  • Schwerpunkt(e): Energie, Batterieforschung

DLR und TU Braunschweig vereinbaren Zusammenarbeit bei der Batterieforschung

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und die Technische Universität Braunschweig (TU BS) haben am 24. April 2018 auf der Hannover Messe eine Absichtserklärung für gemeinsame Arbeiten im Bereich der Batterieforschung unterzeichnet. Das DLR und die TU BS wollen zukünftig bei der Entwicklung neuer Batteriesysteme eng zusammenarbeiten, um die Kette von Forschung über Entwicklung bis hin zur Fertigung vollständig abzubilden.

Prof. Dr. Karsten Lemmer, DLR-Vorstandsmitglied für Energie und Verkehr sagte: “Leistungsstarke Batterien sind essentiell für eine nachhaltige Energieversorgung und insbesondere auch für den Ausbau der Elektromobilität. Das DLR hat in der Grundlagenforschung und in der anwendungsbezogenen Forschung ein breites Kompetenzspektrum an seinen Standorten Ulm, Stuttgart, Köln und Oldenburg aufgebaut. Ich freue mich, dass wir die Batterieforschung mit unserem langjährigen Partner, der TU Braunschweig, weiter ausbauen.”

Am Forschungsflughafen Braunschweig arbeiten das Niedersächsische Forschungszentrum für Fahrzeugtechnik (NFF) der TU Braunschweig und das DLR traditionell eng zusammen. “Die neue Kooperation verstärkt die Batterieforschung am Standort Braunschweig. Sie ergänzt das Gesamtkonzept, das unsere Spitzenforscher hier mit der Battery Lab Factory der TU Braunschweig entwickelt haben und das sich mit dem geplanten ‘Fraunhofer Center für Smarte Energiespeicher und Systeme’ in den kommenden Jahren noch weiterentwickeln wird”, erklärte Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, Präsidentin der TU Braunschweig. “Wir wollen gemeinsam erforschen, welche Energiespeicher gerade für die Mobilität der Zukunft notwendig sind. Die nachhaltige und energieeffiziente Fortbewegung ist ein Schwerpunktthema der TU Braunschweig. Daher ist das DLR ein ausgezeichneter Partner für uns.”

Diagnoseverfahren und Einsatz neuartiger Materialien

Neben den DLR-Standorten Oldenburg, Ulm, Stuttgart und Köln, die bereits seit vielen Jahren im Bereich der Batterieforschung arbeiten, entsteht im Rahmen der Absichtserklärung ein neuer Zweig am DLR-Standort Braunschweig, der die bisherigen Aktivitäten in idealer Weise ergänzt. Die Forschungsarbeiten in den Materialwissenschaften, der Modellierung von Zellen und neuen Batteriekonzepten führen zu neuen Schwerpunkten bei technischen Materialsyntheseverfahren und deren Skalierung. So wird eine Verbindung zur Battery Lab Factory mit einer prototypischen Produktion neuartiger Batterietypen und zur Pilotfertigung neuer Materialien geschaffen. Ein weiterer gemeinsamer Forschungsschwerpunkt in Braunschweig soll die Entwicklung, Simulation und Diagnose von Batterien unter Einsatz neuartiger Materialien und Zellaufbauten für den stationären und mobilen Einsatz einschließlich der Strukturintegration werden. 

DLR und TU BS unterzeichnen Absichtserklärung für die Zusammenarbeit im Bereich der Batterieforschung. (v.l.n.r.) Prof. Dr.-Ing. Ulrike Klewer, Institutsleiterin der TU Braunschweig, Prof. Dr. Anke Kaysser-Pyzalla, Präsidentin der TU Braunschweig, Prof. Dr. Karsten Lemmer, DLR-Vorstandsmitglied für Energie und Verkehr sowie Bernhard Milow, Programmdirektor Energie.


 

Studie zu E-Fuels

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

E-Fuels sind notwendig, um EU-Klimaschutzziele des Verkehrssektors zu erreichen

Neue Studie der Deutschen Energie-Agentur (dena) und der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik (LBST) im Auftrag des VDA – E-Fuels senken Kohlendioxid massiv im gesamten Verkehr – Politik sollte strategische Agenda erstellen. 

E-Fuels aus erneuerbaren Quellen sind notwendig, um die EU-Klimaschutzziele des Verkehrssektors zu erreichen. Der Endenergiebedarf aller Verkehrsträger der EU im Jahr 2050 wird selbst in einem stark batterieelektrifizierten Verkehrsszenario zu mehr als 70 Prozent von E-Fuels gedeckt werden. Die derzeit noch hohen Kosten für E-Fuels werden sinken. Dies sind die Kernaussagen der Studie von dena und LBST, die heute im VDA erstmals vorgestellt wurde.

Die Studie „E-Fuels – The potential of electricity-based fuels for low emission transport in the EU“ untersucht den zukünftigen Energiebedarf des europäischen Verkehrssektors sowie den dafür notwendigen Bedarf für den Ausbau erneuerbarer Energieerzeugungskapazität. Auf dieser Basis folgt eine Analyse der notwendigen Investitionen, um eine Treibhausgasreduzierung von 95 Prozent im Verkehr zu erreichen.

„Unsere Studie zeigt, dass wir unsere Bemühungen in der Umwelt- und Verkehrspolitik deutlich breiter aufstellen und verstärken müssen, um die EU-Klimaschutzziele im Verkehrssektor zu erreichen. E-Fuels werden dabei eine wesentliche Rolle spielen. In erster Linie um Flug-, Schiff- und Straßengüterverkehr mit emissionsarmen Kraftstoffen zu betreiben. Aber auch in den Pkw-Bestandsflotten werden wir perspektivisch klimaneutrale flüssige und gasförmige Kraftstoffe aus erneuerbarem Strom benötigen, wenn wir es ernst meinen mit den Klimazielen für das Jahr 2030 und darüber hinaus“, sagte Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung.

Laut Studie bestehe derzeit in Europa ein ausreichendes technisches Potenzial zur erneuerbaren Stromproduktion, um den langfristigen Bedarf an Transportenergie und E-Fuels zu decken. Allerdings sei hierzu ein starker Ausbau der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien erforderlich.

„Der voraussichtliche Bedarf an erneuerbarem Strom für den gesamten EU-Verkehrssektor im Jahr 2050 würde etwa dem Sieben- bis Zehnfachen der aktuellen jährlichen erneuerbaren Stromproduktion in der EU entsprechen. Gut 80 Prozent dieses Bedarfs gingen dann auf die Herstellung von E-Fuels zurück“, erläuterte Uwe Albrecht, Geschäftsführer der Ludwig-Bölkow-Systemtechnik. Damit rechtzeitig Kapazitäten im erforderlichen Maßstab zur Verfügung stehen, sei eine E-Fuels Roadmap auf nationaler, EU- und internationaler Ebene zwingend erforderlich.

E-Fuels würden dabei keinen Widerspruch zum Hochlauf der Elektromobilität darstellen. „Die Verkehrsmittel sollten dort, wo technisch möglich und ökologisch sinnvoll, elektrifiziert und teilelektrifiziert werden. E-Fuels werden aber insbesondere für Anwendungen im Verkehr, für die aus heutiger Sicht keine elektrischen Antriebssysteme zur Verfügung stehen, unverzichtbar sein. Die Mobilität von morgen wird daher einen Mix aus unterschiedlichen Technologien erfordern. Deutschland als Kernland der Automobilindustrie sollte auf keine dieser Technologien verzichten oder sie gar verbieten. Politik sollte Ziele, aber nicht den Weg vorgeben“, sagte Matthias Wissmann, Präsident des Verbandes der Automobilindustrie (VDA). Er betonte des Weiteren: „Synthetische Kraftstoffe ermöglichen, dass bestehende Tankstellen und Motoren genutzt werden können. Somit wirken E-Fuels auf den gesamten Fahrzeugbestand in der EU, nicht nur auf Neuzulassungen. Deshalb ist dies ein wirkungsvoller Hebel zur CO2-Minderung – und bietet zudem dem Verbrennungsmotor neue Optionen.“

Die Studie weist darauf hin, dass E-Fuels derzeit noch in der Entwicklungs- und Marktvorlaufphase und damit deutlich teurer als die fossilen Alternativen sind. Derzeit belaufen sich die Kosten für E-Fuels auf bis zu 4,5 Euro pro Liter Dieseläquivalent. Ein Zielkostenniveau von circa 1 Euro pro Liter Dieseläquivalent erscheint mit Importen aus Regionen mit hohem Angebot an Sonne oder Wind aus heutiger Perspektive erreichbar, so die Experten. Politik und Industrie sollten daher eine strategische Agenda für die Technologieentwicklung, Marktentwicklung und Regulierung für E-Fuels erstellen. Über eine branchenübergreifende E-Fuels-Plattform könne dieser Prozess zeitnah angeschoben und koordiniert werden.

Quelle: dena


 

Aim for 1 Billion Passengers to Fly on Sustainable Fuel Flights by 2025

sustainable aviation fuel

IATA set out an aim for one billion passengers to fly on flights powered by sustainable aviation fuel by 2025.

26 February 2018

Geneva – The International Air transport Association (IATA) set out an aim  for one billion passengers to fly on flights powered by a mix of jet fuel and sustainable aviation fuel (SAF) by 2025. This aspiration was identified on the tenth anniversary of the first flight to blend sustainable aviation fuel and ordinary jet fuel.

On 24 February 2008, a Virgin Atlantic Boeing 747 flew from London to Amsterdam with sustainable aviation fuel in one of its engines. The flight demonstrated the viability of drop-in biofuels, which can be blended with traditional jet fuel, using existing airport infrastructure. A flight completely powered by sustainable fuel has the potential to reduce the carbon emissions of that flight by up to 80%.

“The momentum for sustainable aviation fuels is now unstoppable. From one flight in 2008, we passed the threshold of 100,000 flights in 2017, and we expect to hit one million flights during 2020. But that is still just a drop in the ocean compared to what we want to achieve. We want 1 billion passengers to have flown on a SAF-blend flight by 2025. That won’t be easy to achieve. We need governments to set a framework to incentivize production of SAF and ensure it is as attractive to produce as automotive biofuels,” said Alexandre de Juniac, IATA’s Director General and CEO.

The push to increase uptake of SAF is being driven by the airline industry’s commitment to achieve carbon-neutral growth from 2020 and to cut net carbon emissions by 50% compared to 2005. A number of airlines, including Cathay Pacific, FedEx Express, JetBlue, Lufthansa, Qantas, and United, have made significant investments by forward-purchasing 1.5 billion gallons of SAF. Airports in Oslo, Stockholm, Brisbane and Los Angeles are already mixing SAF with the general fuel supply.

sustainable aviation fuel

On the present uptake trajectory it is anticipated that half a billion passengers will have flown on a SAF-blend powered flight by 2025. But if governments, through effective policy, help the sustainable fuel industry to scale-up its production, it is possible that one billion passengers could experience an SAF flight by 2025. The steps needed to deliver this include:

  • Allowing SAF to compete with automotive biofuels through equivalent or magnified incentives
  • Loan guarantees and capital grants for production facilities
  • Supporting SAF demonstration plants and supply chain research and development
  • Harmonized transport and energy policies, coordinated with the involvement of agriculture and military departments.

Acknowledging that some sources of biofuels for land transport have been criticized for their environmental credentials, de Juniac emphasized strongly the determination of the industry to only use truly sustainable sources for its alternative fuels.

“The airline industry is clear, united and adamant that we will never use a sustainable fuel that upsets the ecological balance of the planet or depletes its natural resources,” he said.

Source: IATA (www.iata.org)

Energiewende braucht PowerFuels

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Statement von dena-Chef Andreas Kuhlmann zur Agora-Studie „Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe“ 

„Im Fokus der kommenden Jahre muss die Zielerreichung für 2030 stehen.“

Andreas Kuhlmann, Vorsitzender der dena-Geschäftsführung

Ich freue mich, dass Agora-Energiewende und Agora-Verkehrswende die Notwendigkeit hervorheben, sich viel intensiver als bisher mit synthetischen Brennstoffen zu beschäftigen. Der Kreis derjenigen, die auf eine rein direktelektrische Nutzung von erneuerbarem Strom bauen, um die klimapolitischen Ziele zu erreichen, wird erfreulicherweise immer kleiner.

PowerFuels

Die Deutsche Energie-Agentur (dena) beschäftigt sich schon seit vielen Jahren mit gasförmigen und flüssigen Kraft- und Brennstoffen, die mit Hilfe von Strom aus erneuerbaren Energien synthetisch erzeugt werden. Sie können vielfältig eingesetzt werden: als Kraftstoff im Verkehr sowie zur Erzeugung von Wärme und Strom. Die Umwandlungsverfahren sind unter Begriffen wie Power to Gas (Strom zu Gas) und Power to Liquid (Strom zu Flüssigkeit) bekannt. Wir sprechen deshalb bei diesen synthetischen Kraft- und Brennstoffen auch von (Green) PowerFuels.

Insbesondere die Zwischenergebnisse der von rund 60 Stakeholdern getragenen dena-Leitstudie Integrierte Energiewende haben deutlich gemacht: Um die klimapolitischen Ziele zu erreichen, benötigen wir einen Mix unterschiedlicher Energieträger mitsamt ihrer Infrastrukturen. PowerFuels sind eine unabdingbare Voraussetzung für den Klimaschutz und für eine erfolgreiche integrierte Energiewende. In einer weiteren Studie haben wir die Potenziale für den europäischen Verkehrssektor untersucht. Demnach werden selbst in einem Szenario, das stark auf batterieelektrische Antriebe setzt, mehr als 70 Prozent des Endenergiebedarfs durch PowerFuels gedeckt, vor allem im Flug-, Schiff- und Güterverkehr. In einer Studie, die die Allianz für Gebäude-Energie-Effizienz (geea) und die dena gemeinsam mit Branchenverbänden erarbeitet haben, haben wir auch den Gebäudesektor genauer untersucht. Anders als die beiden Agora-Organisationen kommen wir zu dem Ergebnis, dass PowerFuels auch im Gebäudebereich eine wichtige Rolle spielen können. Die Energiewende im Gebäudesektor lässt sich bis 2050 am besten realisieren, wenn alle verfügbaren Effizienztechnologien wirtschaftlich eingesetzt und die Infrastrukturen für Strom, Gas und Öl effizient mit erneuerbaren Energieträgern genutzt werden.

Dass nun mehr und mehr Akteure zu ähnlichen Erkenntnissen kommen, liegt auch daran, dass eine integrierte und sektorübergreifende Betrachtung der Energiewende immer mehr in den Fokus der energie- und klimapolitischen Debatte rückt. Das ist gut so. Die Herausforderung besteht darin, die wachsende Zahl an Komponenten aus allen Sektoren unter Berücksichtigung der zur Verfügung stehenden Infrastrukturen aufeinander abzustimmen und in ein intelligentes und nachhaltiges Energiesystem zu integrieren. Um dahin zu kommen, müssen wir die gegenwärtigen politischen und regulatorischen Aktivitäten in den verschiedenen Sektoren und Märkten grundsätzlich überdenken.

Es zeigt sich, dass Transformationspfade, die stärker auf die Potenziale von PowerFuels setzen, zum Beispiel mit deutlich niedrigeren Sanierungsraten im Gebäudebereich auskommen. Sie erfordern auch weniger gesicherte Leistung in der Energieversorgung und führen möglicherweise zu einem deutlich günstigeren Netzausbau, insbesondere auf der Verteilnetzebene. Eine systemische Betrachtung kommt also zu anderen Ergebnissen als eine rein physikalische, die vor allem den Wirkungsgrad einzelner Technologien als entscheidendes Kriterium ansieht. Wie wichtig PowerFuels sind, zeigt schließlich auch die kürzlich von der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina, der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften acatech und der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften gemeinsam vorgestellte Studie „‚Sektorkopplung‘ – Optionen für die nächste Phase der Energiewende“.

So eindeutig es bereits jetzt schon ist, dass die klimapolitischen Ziele ohne eine stärkere Befassung mit PowerFuels nicht zu erreichen sein werden: Es gibt nach wie vor eine ganze Reihe wichtiger Fragen zu klären. Um in diesen Fragen voranzukommen, brauchen wir stärkere Akzente in der Forschung, günstigere regulatorische Rahmenbedingungen für die Entwicklung eines Marktes für PowerFuels, vor allem aber auch einen intensiven internationalen Austausch. Denn allein mit den in Deutschland oder Europa erzeugten erneuerbaren Energien werden sich nicht ausreichend PowerFuels für Deutschland beziehungsweise Europa herstellen lassen. Die dena ist gegenwärtig dabei, einen solchen internationalen Austausch auf den Weg zu bringen und lädt Interessenten im In- und Ausland ein, sich daran zu beteiligen.

Agora-Studie

Agora-Energiewende und Agora-Verkehrswende haben mit ihrer Studie einen wichtigen Beitrag für die Debatte geliefert, auch wenn natürlich über einige Punkte weiter diskutiert werden muss. Unter anderem plädieren sie für einen Öl-/Gas-Ausstiegskonsens, um den Weg für synthetische Brennstoffe zu ebnen. Darauf muss man nicht warten. Deutschland wird sich in den kommenden Monaten intensiv mit der Erstellung eines Zeitplans zur Beendigung der Kohleverstromung befassen. In wenigen Jahren werden die letzten Kernkraftwerke vom Netz gehen. Die Versorgung mit Öl und Gas aus fossilen Quellen kann und muss Schritt für Schritt durch PowerFuels ergänzt werden. Hier die richtigen und attraktiven Akzente im Markt und bei der Forschung zu setzen, um die Potenziale weiter auszuloten, ist sicherlich vordringlicher als ein weiterer komplizierter Ausstiegsdialog.

Im Fokus der kommenden Jahre muss die Zielerreichung für das Jahr 2030 stehen. Das erfordert ein starkes Umdenken der bisherigen Energie- und Klimapolitik und vor allem auch einen innovationsfreundlichen Rahmen, in dem die verschiedenen Technologien ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten können.

Immerhin: Im Koalitionsvertrag gibt es Ansätze für eine Weiterentwicklung von PowerFuels unter den Stichworten synthetische Kraftstoffe, Power to Gas, Wasserstoff und Power to Liquid. Darauf lässt sich aufbauen. Trotz aller bisherigen Restriktionen ist Deutschland Vorreiter in Sachen PowerFuels für eine integrierte Energiewende. Über 30 Pilot- und Demonstrationsanlagen sind bereits in Betrieb. Wir haben das richtige „Ecosystem“, um weitere Fortschritte zu machen. Ein Fortschritt bei PowerFuels hat also nicht nur eine unabdingbare klimapolitische Komponente. Es gibt auch eine Vielzahl industriepolitischer Aspekte, die dafür sprechen.

Quelle: Deutsche Energie-Agentur (dena)


 

Strombasierte Brennstoffe

Agora Verkehrswende und Agora Energiewende legen Studie zu Einsatzmöglichkeiten und Kosten von aus erneuerbarem Strom produzierten Kraftstoffen und Gasen vor

Berlin, 13. Februar 2018.

Steigende Anforderungen an den Klimaschutz, wie im Koalitionsvertrag zwischen Union und SPD vereinbart, erfordern langfristig den gezielten Einsatz strombasierter synthetischer Brennstoffe und den Ausstieg aus fossilem Öl und Gas. Damit die gegenwärtig sehr hohen Kosten für die Herstellung solcher strombasierten Energieträger sinken, sollte frühzeitig und kontinuierlich in den Bau von Erzeugungsanlagen investiert werden, empfehlen die beiden Thinktanks Agora Energiewende und Agora Verkehrswende. Es geht um „eine internationale 100-Gigawatt- Herausforderung“ und um einen „Öl- und Gaskonsens“, heißt es in einer gemeinsamen Analyse der beiden Stiftungs-Initiativen.

Aus erneuerbarem Strom erzeugtes Gas wird langfristig nicht nur zwecks Rückverstromung benötigt, um bei vorübergehend geringer Einspeisung von Strom aus Windenergie und Photovoltaik („Dunkelflaute“) die klimaneutrale Elektrizitätsversorgung zu sichern. Synthetisches Gas oder synthetisch hergestellter flüssiger Kraftstoff sind darüber hinaus als Ergänzung der direkten Erneuerbaren-Energien- und Stromnutzung für die sehr weitgehende Dekarbonisierung des Verkehrs, der Industrie und der Wärmebereitstellung aus heutiger Sicht unverzichtbar.

Allerdings sollten synthetische Brennstoffe nur sehr gezielt genutzt werden – „wie ein Joker beim Kartenspiel“, sagt Patrick Graichen, Direktor von Agora Energiewende. „Dort, wo sie wirklich Vorteile bringen und nicht durch bereits vorhandene Trümpfe ersetzbar sind. Vor allem im Flug- und Schiffsverkehr, bei chemischen Grundstoffen und für Hochtemperaturwärme. Wo wir jedoch Strom direkt nutzen können, etwa im Gebäudesektor, sollten wir das tun. Es wird immer günstiger und effizienter sein als die Nutzung synthetischer Brennstoffe.“

Christian Hochfeld, Direktor von Agora Verkehrswende dämpft insbesondere die Hoffnung, dass synthetische Kraftstoffe für Pkw mit Verbrennungsmotor eine Brücke ins Zeitalter der Klimaneutralität seien. „Ein mit synthetischem Sprit fahrendes Verbrenner-Fahrzeug benötigt für die gleiche Strecke rund fünfmal so viel Strom als Ausgangsprodukt wie ein batteriebetriebenes Elektroauto. Das ist nicht nur extrem ineffizient, sondern auch teuer. Synthetischer Kraftstoff ist deshalb alles andere als ‚Wunderdiesel‘“, sagt Hochfeld. „Er kann eine Ergänzung zur E-Mobilität sein, keine Alternative.“

Synthetische Brennstoffe werden aus elektrischer Energie erzeugt. Hierzu wird mittels Elektrolyse zunächst Wasserstoff und anschließend durch Hinzufügen von Kohlenstoffmolekülen Methan oder flüssiger Kraftstoff produziert. Im Vergleich zur direkten Stromnutzung liegt der Vorteil synthetischer Brennstoffe in ihrer hohen Energiedichte, ihrer guten Speicherbarkeit und der zum Teil bereits vorhandenen Verteil- Infrastruktur. Allerdings ist die Produktion mit hohen energetischen Umwandlungsverlusten verbunden: So können von ursprünglich 100 Kilowattstunden Strom beispielsweise in einem Verbrenner-Pkw nur 13 Kilowattstunden unmittelbar für die Fortbewegung verwendet werden.

Der in Deutschland kurz- und mittelfristig anfallende Überschussstrom von Solar- und Windparks bietet laut der Studie der beiden Thinktanks „rein mengenmäßig keine ausreichende Basis für den wirtschaftlichen Betrieb“ von Anlagen zur Erzeugung synthetischer Brennstoffe. Vielmehr muss der Strom dafür in eigens errichteten Anlagen erzeugt werden; synthetischer Brennstoff hat deshalb die Vollkosten der benötigten Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien zu tragen. Daher ist eine Kilowattstunde davon anfänglich mit 20 bis 30 Eurocent rund fünfmal so teuer wie beispielsweise fossiler Dieselkraftstoff.

Allerdings lassen sich langfristig Kostensenkungen erzielen, wenn synthetische Brennstoffe dort hergestellt werden, wo sich Erneuerbarer Strom über viele Stunden pro Jahr besonders billig erzeugen lässt, beispielsweise in Marokko, in Saudi-Arabien oder auch in Windparks in der Nord- oder Ostsee. Das geht aus dem zweiten Teil der Studie hervor, der im Auftrag von Agora Energiewende und Agora Verkehrswende von dem international tätigen Beratungsunternehmen Frontier Economics angefertigt wurde. Die Kosten für synthetisches Gas, das aus Nordafrika importiert wird, können danach bis Mitte des Jahrhunderts auf etwa 10 Cent pro Kilowattstunde fallen. Werden synthetische Brennstoffe importiert, um in Deutschland zur Emissionsminderung beizutragen, ist in besonderem Maße darauf zu achten, dass die Herstellung in den Herkunftsländern Nachhaltigkeitskriterien gerecht wird. Unter anderem ist sicherzustellen, dass der erneuerbare Strom für die synthetischen Energieträger zusätzlich erzeugt und gegebenenfalls benötigter Kohlenstoff der Luft entnommen wird. Außerdem dürfen in den Herkunftsländern Strategien zur Energieversorgung und zum Klimaschutz nicht beeinträchtigt werden.

Agora Energiewende und Agora Verkehrswende warnen davor, fossiles Öl und Gas eins zu eins durch synthetische Brennstoffe zu ersetzen. Die Bedingungen für den Ausstieg aus den fossilen und den Einstieg in synthetische Brennstoffe sollten in einem Öl- und Gaskonsens zwischen Politik und Wirtschaft vereinbaret werden.

nachhaltige Luftfahrt

 

 

 

 

 

Die Studie mit dem Titel: „Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe“ steht unter www.agora-verkehrswende.de sowie unter www.agora- energiewende.de kostenlos zum Download zur Verfügung. Begleitend dazu wird ein Excel- Tool angeboten, mit dem sich die Gestehungskosten von synthetischen Brennstoffen in Abhängigkeit von verschiedenen Annahmen berechnen lassen.

 

Quelle: Agora Verkehrswende


 

EE-Strom im (Luft-)Verkehr

Power-to-Liquid

MITTEL- UND LANGFRISTIGE POTENZIALE VON PTL- UND H2-IMPORTEN AUS INTERNATIONALEN EE-VORZUGSREGIONEN

Die Bundesregierung hat sich völkerrechtlich verbindliche Klimaziele gesetzt, die bis 2050 ein weitgehend treibhausgasneutrales Deutschland vorsehen. Doch welche Antworten kann es hierbei für ein stetig steigendes Verkehrsaufkommen geben, das insbesondere im Flug- und Seeverkehr nicht mit heute absehbaren Lösungen durch die Elektromobilität gedeckt werden kann? Ist die Herstellung von strombasierten Kraftstoffen im Ausland ein Lösungsweg?

Eine aktuelle Untersuchung des Fraunhofer IWES in Kassel hat Gestehungskosten von synthetischen Flüssigkraftstoffen in Form von PtL (Power-to-Liquid) und LH2 (flüssiger Wasserstoff) an globalen Standorten bewertet. Dazu wurden umfassende Analysen verschiedener Standorte auf Basis räumlich-zeitlich hochaufgelöster EE-Erzeugungszeitreihen für Wind- und Sonnenenergie unternommen und eine kostenoptimale Systemauslegung für die einzelnen Standorte bestimmt. Zusätzlich wurde eine Flächenpotenzialermittlung für eine Bespielregion durchgeführt, um einen ersten Eindruck zum Flächenbedarf für die Flüssigkraftstoffproduktion aus EE zu erlangen.

EE-Vorzugsregionen

Im Vergleich zu einer nationalen oder europäischen Erzeugung hat sich ein deutlicher wirtschaftlicher Vorteil für die Nutzung internationaler EE-Vorzugsregionen gezeigt, trotz der zusätzlichen Aufwände für die Abscheidung von CO2 aus der Luft im PtL-Pfad.

Power-to-Liquid

Globale Kraftstoffgestehungskosten aus internationalen EE-Vorzugsregionen werden dabei um den Faktor 1,6 – 1,4 günstiger als europäische sein. Eine Kombination aus Windenergie- und PV-Anlagen führt zur kostenoptimalen Systemauslegung mit zum Teil über 6.000 Volllaststunden der Kraftstoffproduktionsanlagen. Die oftmals als Hemmnis diskutierte CO2-Abscheidung aus der Luft erscheint technisch und wirtschaftlich möglich (auch wenn Großanlagen noch ausstehen), da der vor allem thermisch anfallende Energieaufwand kostengünstig über Stromspitzen oder Wärmepumpen gedeckt werden kann. Standorte, die nicht über hohe Windressourcen verfügen erscheinen benachteiligt. Die Bandbreite für die Kraftstoffgestehungskosten im langfristigen Szenario liegt etwa zwischen 100 €/MWhPtL und 160 €/MWhPtL.

Kombination aus Wind und PV zielführend

Auch im Fall von flüssigem Wasserstoff (LH2) erscheint eine Kombination aus Wind und PV zielführend. Allerdings wurde nicht an allen Standorten ein ausgeglichenes Ausbauverhältnis von Windenergie- und PV-Anlagen identifiziert. Es erscheinen somit für Wasserstoff nicht ausschließlich Standorte mit sowohl hohen Wind- als auch Solarressourcen geeignet zu sein und infolgedessen ergibt sich global ein viel größeres Flächenpotenzial.

Erstaunlich ist, dass die Kostenunterschiede zwischen dem aufwändigeren PtL im Vergleich zu LH2 mit maximal 9% relativ gering sind. Denn die Aufwendungen für CO2-Abscheidung und Fischer-Tropsch-Synthese müssen den Aufwendungen für die Wasserstoffverflüssigung gegenüber gestellt werden. Je weiter die Produktion der Kraftstoffe von Deutschland entfernt ist, desto geringer fallen die Unterschiede ins Gewicht. Die Entscheidung zwischen einem PtL-basierten und einem Wasserstoff-basierten Technologiepfad müsste sich damit nicht über das Angebotspotenzial im Ausland, sondern notwendigerweise über Vorteile bei den Anwendungstechnologien in Deutschland unter Lösung der damit verbundenen infrastrukturellen Anforderungen entscheiden.

Durch die Untersuchung einer Beispielregion in Marokko wurde deutlich, dass ein hoher Flächenbedarf zur Flüssigkraftstoffproduktion benötigt wird. Zu hinterfragen ist auch, wie schnell ein solcher globaler Markt realistisch wachsen könnte. Dem muss die mögliche Nachfrage gegenübergestellt werden. So ist trotz Effizienzmaßnahmen im Flugsektor mit einem Anstieg des globalen Flugverkehr-Kraftstoffverbrauchs von heute ca. 2.400 TWh auf ca. 3.700 TWh in 2030 und auf 6.700 TWhPtL bis 2050 zu rechnen. Dies stellt mit einen jährlichen Anstieg von 100 bis 130 TWh/a und langfristig fast einer Verdreifachung der Kraftstoffnachfrage eine gewaltige Herausforderung für den globalen Klimaschutz dar. Es ist anzunehmen, dass die Nachfrage durch den starken Anstieg des globalen Luft- und Seeverkehrs einen möglichen Markthochlauf von PtL in internationalen EE-Vorzugsregionen bei weitem übersteigen würde.

Die detaillierten Ergebnisse finden Sie in der entsprechende Studie, die auf unserer PtL-download-area bereit steht (mit freundlicher Genehmigung von Fraunhofer IEE).

Quelle: Fraunhofer IEE https://www.iee.fraunhofer.de


 

Power-to-X

Power-to-X

Fraunhofer IMM betreibt Katalysatorentwicklung im Labor- und Industriemaßstab

Presseinformation / 1.3.2018

Das Fraunhofer IMM baut seine Kompetenzen im Bereich der heterogenen Katalyse stetig weiter aus. Ab 2019  ermöglicht eine knapp 2.000 qm große Labor- und Technikumsfläche noch bessere Arbeitsmöglichkeiten für die Katalysatorentwicklung, aber auch Untersuchung und Bearbeitung von Pilotanlagen und großskaligen chemisch-verfahrenstechnischen Reaktoren. Die aktuell vorhandene technische Infrastruktur ermöglicht die Entwicklung und Herstellung neuartiger Katalysatoren, deren Beschichtung auf unterschiedlichste Katalysatorträger sowie Aktivitäts- und Stabilitätstests. Die zur Verfügung stehenden Entwicklungs- und Untersuchungsmöglichkeiten richten sich insbesondere an externe Auftraggeber, werden aber auch zur Unterstützung eigener Forschungsarbeiten im Bereich neuer Energieerzeugungs und -speicherungssysteme sowie dezentraler regenerativer Treibstoffsyntheseanlagen eingesetzt. Die dort angewandten Technologien und Konzepte werden in vielen Bereichen, wie der Energieerzeugung im Luftfahrtbereich, künftig wegweisend sein.

Dr. Helmut Pennemann leitet am Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme die Gruppe „Katalyse“, die seit 15 Jahren in zahlreichen Projekten Katalysatorentwicklung sowie Auftragsarbeiten für Industriekunden umsetzt. Ein Großteil der chemischen und petrochemischen Prozesse, aber auch die Abgasreinigung vor allem im Automobilbereich, ist ohne Katalyse nicht denkbar. „Am Fraunhofer IMM machen wir Katalysatorformulierungen aus der Grundlagenforschung fit für technische Systeme“, so Pennemann. Seine Gruppe arbeitet eng mit den Gruppen „Reaktor- und Komponentendesign“ und „Prozessdesign und Anlagenentwicklung“ des Institutes zusammen. So bekommt der Kunde ein rundes Gesamtkonzept eines für ihn maßgeschneiderten Prozesses. „Der Einsatz unserer mikrostrukturierten Reaktortechnik erlaubt die problemlose Hochskalierung der Prozesse bis in den Megawattmaßstab“, so Prof. Dr. Gunther Kolb, Leiter des Bereiches Energie- und Chemietechnik am IMM.

Katalysatorentwicklung am Fraunhofer IMM

Die Entwicklungstätigkeiten der Arbeitsgruppe sind auf Katalysatoren zur Herstellung von Wasserstoff aus fossilen und regenerativen Energieträgern, von regenerativen Treibstoffen und für Verbrennungsreaktionen fokussiert. In Kooperation mit Partnern aus der Grundlagenforschung, dem Anlagenbau und unterschiedlichsten Industriesparten werden Katalysatoren synthetisiert, getestet und für den Einsatz in der Energietechnik weiterentwickelt. Die Langzeitstabilität und Robustheit z. B. gegen Katalysatorgifte stehen dabei im Vordergrund. Das Institut kooperiert intensiv  u. a. mit der Technischen Universität Eindhoven, an der Kolb als Teilzeitprofessor tätig ist.

Eine enge Zusammenarbeit besteht zudem mit der Firma Diehl Aerospace, mit der Fraunhofer IMM einen Energietrolley zur Stromversorgung von Passagierflugzeugen entwickelt. Sämtliche Katalysatoren des Prozesses sind Eigenentwicklungen des Forschungsinstitutes. Mit Hilfe der institutseigenen Infrastruktur werden die Katalysatoren synthetisiert, charakterisiert und unter realistischen Bedingungen auf ihre Robustheit und Langzeitstabilität getestet. Die Katalysatoren können in Mengen von mehreren Kilogramm hergestellt werden. Die Beschichtung von mikrostrukturierten Reaktoren kann mit einem selbst entwickelten, weltweit einmaligen Siebdruckverfahren automatisiert erfolgen. Mit dem Verfahren wurde schon die Markteinführung eines Energieerzeugungssystems durch einen Kunden erfolgreich unterstützt.

Power-to-X

Foto Fraunhofer IMM

Power-to-X

Durch ihre langjährige Tätigkeit verfügt die Gruppe „Katalyse“ über ein weitreichendes internationales Netzwerk mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie. „In den letzten Jahren konnten wir unsere Kompetenzen deshalb verstärkt erfolgreich als Dienstleister anbieten“, so Pennemann. Die Kunden stammen aus der chemischen Industrie, der Automobil- und Luftfahrtindustrie, aber auch aus der Medizintechnik. Die am Fraunhofer IMM angebotene Infrastruktur zur Synthese, Charakterisierung und Evaluierung von Katalysatoren ist auch für Unternehmen interessant, die sich mit Technologien zur Nutzung von regenerativen Stromüberschüssen (Power-to-X) beschäftigen. In einer internen Kooperation mit dem Fraunhofer IWES wird zurzeit an der Methansynthese aus Kohlendioxid geforscht. Eine Anlage im 50 kW Maßstab befindet sich im Aufbau.

Ausstattung des Fraunhofer IMM für Auftragsarbeiten im Bereich der Katalyse

  • Präparation von Katalysatoren bis in den halbtechnischen Maßstab: Equipment für die Synthese heterogener Katalysatoren mittels Fällungsreaktion, Imprägnierung sowie weiterer Methoden
  • Produktion von Mustermengen: Große Kugelmühlen und Siebmaschinen für die Zerkleinerung und Fraktionierung des Katalysatorpulvers bis in den Kilogrammmaßstab
  • Automatisierte Auftragung: Siebdruckmaschine zur Aufbringung von Katalysatorbeschichtungen
  • Temperaturbehandlung: Öfen mit einem Nutzraum von mehr als 500 Litern für das Kalzinieren der Katalysatorpulver und die Temperaturbehandlung der beschichteten Katalysatorträger
  • Untersuchung heterogen katalysierter Gasphasenreaktionen: 11 Teststände ausgestattet mit einer Dosierung von gasförmigen und verdampfbaren Ausgangsstoffen und geeignet für Aktivitätsuntersuchungen unter Variation verschiedener Reaktionsparameter (Temperatur, Druck, Gaszusammensetzung, Flussrate usw.)
  • Untersuchung der Langzeitstabilität: Teststände mit einer langzeittesttauglichen Sicherheitsausstattung und Automatisierung für die Untersuchung von Katalysatoren unter realen Prozessbedingungen
  • On-line Analysesysteme zur Bestimmung der Produktgaszusammensetzung: Ausstattung sämtlicher Anlagen mit on-line Analytik (4 Zweikanal GC, 6 Mikro-GC, 1 On-line MS, 3 GC-MS, 2 Fourier-Transformations-Infrarotspektrometer)
  • Für die Untersuchung der Katalysatoren in größeren Reaktoren unter Prozessbedingungen stehen mehrere Technikumsanlagen zur Verfügung, in denen die Versuchsbedingungen individuell auf die jeweilige Untersuchung angepasst werden können
  • Gesamtprozesse können im Miniplantmaßstab untersucht werden
  • Für die Charakterisierung der heterogenen Katalysatoren stehen eine Reihe von Charakterisierungsmethoden zur Verfügung (TG, N2-Physisorption, REM, TEM)
  • Extern kann auf weitere Charakterisierungsmethoden zurückgegriffen werden (XRF, XRD, XPS)

Quelle: Fraunhofer IMM

Power-to-Liquid Pilotanlage

Power to Liquid

Baugesuch für Power-to-Liquid Pilotanlage läuft

• Gemeinsames Projekt mit Audi und Ineratec
• Investition von 3,5 Millionen Euro am Wasserkraftwerk
• Synthetischer Diesel aus Ökostrom

Laufenburg, 1. Februar 2018. „Wir stellen erneuerbare Energie zum Tanken bereit. Das ist ein wichtiger Schritt für die Energiewende“, sagt Dr. Sabine von Manteuffel, Mitglied der Geschäftsleitung der Energiedienst Holding AG. Energiedienst plant gemeinsam mit der Audi AG und der Ineratec GmbH eine Pilotanlage zur Erzeugung von klimaneutralen Kraftstoffen am Wasserkraftwerk Laufenburg in der Schweiz.

Energiedienst hat dafür nun das Baugesuch beim Kanton Aargau eingereicht. Mit dem Bau wird im Frühjahr begonnen. Es ist vorgesehen, bereits in diesem Jahr die ersten Liter synthetischen Diesels in Laufenburg zu produzieren. Gemeinsam werden die drei Unternehmen rund 3,5 Millionen Euro in den Aufbau der innovativen Pilotanlage investieren.

Power-to-Liquid

Die Power-to-Liquid-Anlage soll auf dem Kraftwerksgelände Strom aus Wasserkraft zu synthetischem Treibstoff und Wachsen transformieren. Sie besteht aus drei Containern und einem Trafohaus. Die Anlage hat eine Kapazität von rund 400.000 Litern pro Jahr. Das Karlsruher Unternehmen INERATEC GmbH, eine Ausgründung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), stellt die mobile und dezentral einsetzbare Pilotanlage her.

Noch sind strombasierte Kraftstoffe eine Zukunftstechnologie. Schon bald aber könnten sie sich als echte ergänzende Alternative zur Elektromobilität etablieren. Die Vorteile liegen auf der Hand: Überschüssiger Strom aus erneuerbarer Erzeugung kann gespeichert werden und bei Bedarf umweltfreundlich Fahrzeuge mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren antreiben. Zudem verringern sie die Abhängigkeit von Ländern mit Erdöl- und Gasvorkommen. Die Experten sind sich einig: Die Power-to-Liquid-Technologie entwickelt sich zu einer tragenden Säule der Energie- und Mobilitätswende. Energiedienst ist an diesem zukunftsträchtigen Thema von Beginn an dabei.

Der vor Ort im Wasserkraftwerk produzierte Ökostrom erzeugt durch Elektrolyse Wasserstoff, der mit CO2 aus biogenen Anlagen zusammengebracht und im Fischer-Tropsch-Verfahren zu Kohlenwasserstoffen synthetisiert wird. Die Kohlenwasserstoffe können zu synthetischem Diesel (e-fuels) für CO2-freies Autofahren und Wachsen, zum Beispiel für die Kosmetik- und Nahrungsmittelindustrie umgewandelt werden. Diese Produkte enthalten anders als aus Erdöl gewonnener Diesel keine Schadstoffe. Der synthetische Diesel verbrennt zum Beispiel nahezu schwefelfrei. Zudem entsteht durch den Prozess Wärme, die für Industrieanlagen und Wärmeversorgung in Quartieren genutzt werden könnte.

„Das Pilotprojekt ist ein gutes Beispiel für die Sektorkopplung in der Energiewende. Denn wenn es um die Reduktion des Kohlendioxidausstoßes und die effiziente Speicherung von erneuerbaren Energien geht, müssen die Sektoren Strom, Wärme und Mobilität zusammenspielen. Das funktioniert hier ausgezeichnet“, ergänzt Dr. Sabine von Manteuffel.

Auch am eigenen Wasserkraftwerk in Wyhlen arbeitet Energiedienst zusammen mit dem Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) am Thema Wasserstoff. Hier entsteht eine sogenannte Power-to-Gas-Anlage, die ebenfalls mit Elektrolyse Wasserstoff erzeugt. Dieser wird allerdings nicht weiterverarbeitet, sondern dient direkt als Kraftstoff für Brennstoffzellenfahrzeuge, zum Beispiel Autos oder Züge.

www.energiedienst.de/power-to-liquid

Unternehmensinformation

Die Energiedienst-Gruppe ist eine regional und ökologisch ausgerichtete deutsch-schweizerische Aktiengesellschaft. Das Energieunternehmen erzeugt Ökostrom aus Wasserkraft und vertreibt Strom sowie Gas. Eigene Netzgesellschaften versorgen die Kunden mit Strom. Zudem wächst Energiedienst in neuen Geschäftsfeldern, die die dezentrale erneuerbare und digitale Energiewelt der Zukunft ermöglichen. Für die Energiewende ihrer Kunden bietet die Unternehmensgruppe intelligent vernetzte Produkte und Dienstleistungen, darunter Photovoltaik-Anlagen, Wärmepumpen, Stromspeichersysteme und Elektromobilität nebst E-CarSharing. Die Energiedienst-Gruppe beliefert über 270.000 Kunden mit Strom. Sie beschäftigt rund 940 Mitarbeitende, davon etwa 50 Auszubildende. Zur Gruppe gehören die Energiedienst Holding AG, die Energiedienst AG, die ED Netze GmbH, die EnAlpin AG im Wallis sowie die Tritec AG und die winsun AG. Die Energiedienst Holding AG ist eine Beteiligungsgesellschaft der EnBW Energie Baden-Württemberg AG in Karlsruhe.

Power to Liquid

Quelle: Energiedienst Holding AG


 

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