SYNTHETISCHE TREIBSTOFFE

Im Folgenden werden wichtige Projekte und Forschungseinrichtungen vorgestellt, die sich mit der Entwicklung und Anwendung von E-Fuels, Power-to-X-Technologien und erneuerbaren Treibstoffen beschäftigen. Diese Projekte und Institute spielen eine wichtige Rolle bei der Förderung einer nachhaltigen Mobilität und tragen dazu bei, die Abhängigkeit von fossilen Treib- und Brennstoffen zu reduzieren.

Das Paul Scherrer Institut (PSI), die EMPA und die ETH Zürich forschen und arbeiten an verschiedenen Projekten zur Herstellung von Wasserstoff und E-Fuels aus erneuerbaren Energien und Biomasse.

E-Fuels sind ein wichtiger Bestandteil für eine nachhaltige Mobilität der Zukunft. Immer mehr Vereine und Interessensgruppen setzen sich für die Entwicklung und Nutzung von E-Fuels ein. Zwei dieser Organisationen sind SPIN (Swiss Power-to-X Collaborative Innovation Network) und die eFuel Alliance.

SPIN, Mitglied von Biofuels Schweiz, ist ein Zusammenschluss von Unternehmen, Wissenschaftlern und NGOs, die sich für die nachhaltige Produktion und Nutzung von Biotreibstoffen in der Schweiz einsetzen. Sie fördern die Entwicklung von Biotreibstoffen, die aus nachhaltigen Quellen stammen und die Umwelt möglichst wenig belasten.

Die eFuel Alliance ist ein Netzwerk von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Behörden, die sich für die Entwicklung und den Einsatz von E-Fuels einsetzen. Sie arbeiten zusammen, um die Technologie zu entwickeln und zu optimieren und die Produktion von E-Fuels auf ein kommerzielles Niveau zu bringen.

Synhelion, ist ein Unternehmen, welches an der ETH Zürich entstand, das sich auf die Entwicklung von thermochemischen Verfahren zur Produktion von Wasserstoff und E-Fuels aus erneuerbaren Energien konzentriert. Das Unternehmen nutzt dazu Solarthermie-Technologien, um Wärmeenergie von der Sonne zu gewinnen und sie zur Erzeugung von Wasserstoff und E-Fuels zu nutzen.

Das Unternehmen hat eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, Wasserstoff und E-Fuels aus einer Vielzahl von Biomasse- und Abfallquellen zu produzieren, wie z.B. Holz, Stroh und Algen. Synhelion arbeitet eng mit Partnern aus der industriellen und akademischen Welt zusammen, um die Technologie zu entwickeln und zu optimieren und um die Produktion von Wasserstoff und E-Fuels auf kommerzielle Skala zu bringen.

Der Sportwagenhersteller Porsche und Siemens Energy errichten in Punta Arenas in Chile gemeinsam mit einer Reihe von internationalen Unternehmen eine Industrieanlage zur Herstellung nahezu CO₂-neutralen Treibstoffs. Für dieses zukunftsweisende Projekt wurde im September 2021 im Beisein des chilenischen Energieministers Juan Carlos Jobet der erste Spatenstich gesetzt. In zwei Stufen soll die Kapazität bis 2024 auf rund 55 Millionen Liter E-Fuels und bis 2026 auf rund 550 Millionen Liter E-Fuels erweitert werden.

Die spanische Ölfirma Repsol und die staatliche saudische Firma Saudi Aramco planen, gemeinsam eine Anlage für synthetische Treibstoffe in Bilbao, Spanien, zu errichten. Diese wird die Fischer-Tropsch-Technologie von der britischen Technologiefirma Johnson Matthey und BP nutzen.

Die Anlage wird ab 2024 mit einer Produktionskapazität von 2’100 Tonnen pro Jahr Strassen-, Marin- und Luftfahrttreibstoffe produzieren und es sind weitere Erweiterungen geplant. Die Anlage wird von einer grünen Wasserstoff-Elektrolyse-Anlage mit einer Leistung von 10 MW versorgt, die ebenfalls im Jahr 2024 in Betrieb genommen wird und von Repsol, der Energieagentur EVE der baskischen Region und dem spanischen Gaskonzern Enagas entwickelt wird.

Sunfire ist ein Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und Produktion von Wasserstoff und E-Fuels aus erneuerbaren Energien spezialisiert hat. Es hat eine Technologie entwickelt, die es ermöglicht, Wasserstoff und E-Fuels aus Wasser und CO₂ herzustellen. Diese Technologie nutzt erneuerbare Energien wie Sonnenenergie und Biomasse, um die notwendige Wärme und Strom zu erzeugen.

Das Unternehmen hat auch eine Anlage zur Produktion von Wasserstoff und E-Fuels in Betrieb genommen, die auf der Sunfire-Technologie basiert. Es arbeitet eng mit Partnern aus der industriellen und akademischen Welt zusammen, um die Technologie zu entwickeln und zu optimieren und um die Produktion von Wasserstoff und E-Fuels auf kommerzielle Skala zu bringen. Sunfire hat auch einige Projekte in verschiedenen Ländern aufgebaut und hat Partnerschaften mit Unternehmen wie Audi, Bosch, Siemens und Total. Im Juli 2022 investierte auch Amazon in Sunfire.

Der japanische Raffineriebetreiber Idemitsu ändert seine Geschäftsstruktur und konzentriert sich in Zukunft hauptsächlich auf nachhaltige Treibstoffe anstatt auf Öl-bezogene Produkte, aufgrund des schrumpfenden Inlandsbedarfs an Ölprodukten.

Idemitsu wird in seine „treibhausgasneutralen“ Geschäftsfelder, wie nachhaltige Flugtreibstoffe, blauen Ammoniak und Wasserstoff, Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) sowie synthetische Treibstoffe, in den Jahren April 2023 bis März 2026, 290 Milliarden Yen (ca. 2,1 Milliarden USD) investieren. Das ist mehr als doppelt so viel im Vergleich zu den Investitionen in bestehende Geschäftsfelder wie Schweröl und Petrochemie.

Dieser Plan wurde am 16. November 2022 als Teil der mittelfristigen Strategie von Idemitsu bekannt gegeben.

Weiterführende Links

Ziel der Idee „Power to X“ CO₂ die langfristige Speicherung grosser Mengen von erneuerbarem Strom als flüssige oder gasförmige Energieträger. Diese können als Treibstoff, Brennstoff oder zur Herstellung von Strom genutzt werden. Dazu wird in einem ersten Schritt aus überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien per Elektrolyse Wasserstoff produziert. Bei der Verbrennung von synthetischen Treibstoffen wird kein zusätzliches CO₂ produziert, wie bei herkömmlichen Treibstoffen.

Der vermeintliche Energieverlust bei der Elektrolyse wird bei weitem kompensiert. Viel eher ist von einem Gewinn die Rede. Heute liefern Windturbinen und Photovoltaikanlagen zwar viel Strom – nur leider nicht immer dann, wenn er benötigt wird. Fällt zu viel erneuerbarer Strom zum ungünstigen Zeitpunkt an, werden diese teuren Anlagen abgestellt. Die überschüssige elektrische Energie bei der Wasserelektrolyse in Form von Wasserstoffgas in chemische Energie umzuwandeln, ist daher sinnvoll.

Durch geschickte Verwendung von überschüssigem CO₂ aus Biogasanlagen lässt sich sogar eine negative CO₂-Bilanz erzeugen. Mit diesem Verfahren lassen sich überschüssig produzierte erneuerbare Energien alternativ verwenden und langfristig speichern. Ein interessanter Aspekt ist zudem der Ersatz von grossen Mengen importierter fossiler Energien.

Synthetische Treibstoffe bieten eine Reihe von Vorteilen. Einer der wichtigsten Vorteile ist, wie beschrieben, dass sie CO₂-neutral sind, wenn sie mit erneuerbarem Strom hergestellt werden. Da sie aus Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff hergestellt werden, entsteht bei ihrer Nutzung kein zusätzliches CO₂.

Ein weiterer Vorteil von synthetischen Treibstoffen ist, dass sie für alle Arten von Verbrennungsmotoren geeignet sind, einschließlich Flugzeugen, Schiffen und Autos. Das bedeutet, dass sie auch die bestehende Infrastruktur nutzen können.

Synthetische Treibstoffe können auch aus verschiedenen Quellen hergestellt werden, wie z.B. Biomasse, Wasserstoff oder synthetischem Methan, was Flexibilität in Bezug auf die Energieversorgung bietet.

Sie haben auch den Vorteil, dass sie den Emissionsausstoss von Schadstoffen reduzieren können, im Vergleich zu fossilen Treibstoffen. Sie produzieren weniger Stickoxide, Feinstaub und Russpartikel und tragen somit dazu bei, die Luftqualität zu verbessern.

Ein weiterer Vorteil von synthetischen Treibstoffen ist ihre Lagerbarkeit und Transportfähigkeit, da sie in flüssiger Form gelagert werden können und somit leichter zu transportieren sind im Vergleich zu Biokraftstoffen. Im Vergleich zu Biodiesel ist die Lagerstabilität deutlich besser.

Auch die Möglichkeit der Nutzung von CO₂ als Ausgangsstoff, was die Möglichkeit der CO₂-Abscheidung und -Speicherung eröffnet und somit einen Beitrag zur Verringerung des CO₂-Ausstosses leistet.

Allerdings gibt es auch Nachteile wie z.B. die hohen Kosten bei der Herstellung und die Abhängigkeit von erneuerbaren Energien und die noch begrenzte Verfügbarkeit von CO₂-Abscheidungstechnologien.