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Alternative Kraftstoffe

Was tanken wir in der Zukunft?

Tankstelle, Rapsfeld Foto: Getty Images 28 Bilder

Nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energien weisen den Weg aus der Erdölabhängigkeit und aus der CO2-Falle. Das Spektrum der Alternativen zum herkömmlichen Diesel- oder Ottokraftstoff ist breiter geworden. Neue  Konzepte bekräftigen das Signal zur Energiewende in Deutschland. Die Trends.

22.08.2011 Brigitte Haschek

Wie schön, dass jetzt auch die Bundesregierung wach geworden ist: Anfang August beschloss das Kabinett ein Forschungsprogramm für die Energiewende. Bis 2014 sollen 3,4 Milliarden Euro sprudeln – Schwerpunkte sind Bioenergie und Speichertechnologie. Ziel des Pakets sei, die Integration in die bestehende Energieversorgung voranzubringen. Doch spätestens seit alle Welt von Elektromobilität spricht, ist klar, dass Elektro- und Brennstoffzellenantrieb in der CO2-Gesamtbilanz nur dann etwas bringen, wenn die Energie dafür regenerativ erzeugt wird.

Speicherproblematik beim Strom

Problematisch dabei ist jedoch die bislang äußerst begrenzte Speicherfähigkeit des Stroms. Und: Wenn etwa der Offshore-Windpark Ventus Alpha vor der niedersächsischen Küste volle Leistung liefert und in Bayern Strom benötigt wird, lässt er sich derzeit nur schwer dorthin transportieren, weil das deutsche Stromnetz schwächelt. Dabei hat Windkraft viel Potenzial. Einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) zufolge ließen sich in Deutschland mit Windkraft realistisch etwa 390 Terawattstunden (TWh) Energie erzeugen – das entspräche 64,7 Prozent des deutschen Stromverbrauchs 2010. Der Haken dabei: Die Produktion ist wetterabhängig, und die Stromnachfrage schwankt. Pumpspeicherwerke sind nur als Kurzzeitspeicher für die elektrische Energie geeignet, und die Kapazität etwa von Druckluftspeichern ist ebenfalls stark eingeschränkt.

Ein Ausweg aus dem Dilemma scheint jetzt gefunden zu sein. Audi hat mit dem Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung, dem IWES sowie mit dem Unternehmen Solar-Fuel und dem Energieversorger EWE das so genannte "e-gas project" angeschoben. Im Emsland entsteht auf deren Initiative eine neuartige Anlage, die Strom aus Wind erstmals im großen Stil in Methan, also künstlich hergestelltes Erdgas, umwandelt. Mit dem Zwischenprodukt Wasserstoff können mittelfristig Brennstoffzellenfahrzeuge betrieben werden. Der große Charme des Verfahrens: Die Methanisierung läuft mit Hilfe von CO2 ab, das somit nicht in die Atmosphäre gelangt. Und das aus regenerativem Strom erzeugte Methan nutzt das bestehende Erdgasnetz als Transportweg und Speicher. "Das Gasnetz hat eine Speicherkapazität, die ausreicht, um Deutschland zwei Monate lang mit Strom zu versorgen, ohne dass Gas nachgeliefert wird", sagt Audi-Projektleiter Reiner Mangold. Das e-gas-Konzept stellt drei Energieträger bereit und bedient damit die unterschiedlichen Antriebskonzepte – Elektroautos sowie Autos mit Brennstoffzellen- und Erdgasantrieb.

Erdgas bietet noch viel Potenzial

Die Deutsche Energie-Agentur (dena) will zur IAA eine Initiative zur weiteren Verbreitung von Erdgasautos starten. Dieser Kraftstoff hat insbesondere in Kombination mit Biomethan das Zeug dazu, einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten - nach dena-Berechnungen in der Größenordnung von etwa 1,4 Millionen Erdgasfahrzeugen, um die Klimaziele für 2020 zu erreichen. Obwohl Erdgasautos seit 1995 auf dem Markt sind, ist deren Bestand derzeit mit knapp über 71.500 kaum der Rede wert, selbst wenn man leichte Nutzfahrzeuge hinzurechnet und dann auf 91.000 kommt. "Wenn Märkte etabliert werden sollen, müssen sowohl das Angebot als auch die Nachfrage beobachtet werden", sagt Dirk Peters, der bei der dena für alternative Kraftstoffe zuständig ist. Gegebenenfalls seien dann Regularien anzupassen oder neue Rahmenbedingungen zu schaffen. "Das Erdgasauto erreicht nicht jene Klientel, die wirklich viel fährt", so Peters. In Behördenfuhrparks und Firmenflotten großer Unternehmen führen CNG-Modelle ein Schattendasein.

In Schweden ist das ganz anders – der VW Passat CNG beispielsweise wurde dort im vorigen Jahr 4.700 Mal verkauft. Der Grund: Bei der Berechnung des geldwerten Vorteils für den Dienstwagenfahrer werden so genannte "Green Vehicles" – mit höheren Neupreisen – vergleichbaren Benzinern und Dieseln gleichgestellt. Bei besonders effizienten Antrieben, wozu Erdgas zählt, muss sich der Dienstwagenfahrer sogar nur 60 Prozent des Neupreises als Berechnungsgrundlage für den geldwerten Vorteil anrechnen lassen. Der schwedische Staat hat auch mit einer Änderung des Beschaffungsrechts Green Vehicles Vorfahrt eingeräumt. Konsequenz: Die ersten 3.000 E85-Benziner, die in Schweden zugelassen wurden, gingen samt und sonders in die öffentliche Hand.

"In Deutschland und Europa setzt sich bei Fachleuten zunehmend die Einsicht durch, dass nur mit einem Mix der Alternativen einerseits die Klimaziele erreicht und andererseits die Abhängigkeit vom Öl verringert werden kann", so die Einschätzung von dena-Experte Peters. "Die CO2-Herausforderung ist sehr groß, deshalb müssen wir alle Potenziale nutzen", sagt Udo Hartmann, der bei Daimler die Abteilung Umweltschutz leitet. "Biokraftstoffe sind ein sehr wichtiges Element." Sie könnten auch den CO2-Ausstoß des Bestands positiv beeinflussen. Im vergangenen Jahr wurden in Deutschland 3,8 Millionen Tonnen Biosprit abgesetzt, was mehr als acht Millionen Tonnen CO2 einsparte. Dies erfolgte überwiegend als Beimischung zu fossilem Diesel und Benzin. Die Menge entspricht einem Anteil von 5,8 Prozent am gesamten Kraftstoffabsatz. "Die Menge muss ausgebaut werden", sagt Dietmar Kemnitz von der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR). Das Biokraftstoffquoten-Gesetz verpflichtet die Mineralölbranche nämlich seit Anfang 2010 dazu, dass im gesamten Kraftstoffabsatz 6,25 Prozent Bioenergie enthalten sein müssen. "Bei Ethanol ist noch Platz nach oben", so die Einschätzung von Kemnitz. Trotz der anfänglichen Vorbehalte der Autofahrer gegen Super E10, also Superbenzin mit zehnprozentigem Bioethanolanteil, geht Aral-Chef Stefan Brok jetzt davon aus, dass "E10 langfristig zur meistgetankten Ottokraftstoffsorte wird". Aral hat begonnen, an weiteren 1.200 Tankstellen in der Nordhälfte Deutschlands Super E10 anzubieten. Ende des Jahres soll es an allen 2.500 Stationen der Marke zu haben sein, als so genannte Bestandsschutzsorte wird konventionelles Super mit fünfprozentigem Bioethanolanteil angeboten.

Biokraftstoffe der zweiten Generation

Das Biokraftstoffquoten-Gesetz sieht für das Jahr 2015 einen Systemwechsel vor: Von diesem Zeitpunkt an werden statt fester Quoten konkrete Treibhausgas-Einsparungen verlangt – drei Prozent ab 2015, 4,5 Prozent ab 2017 und sieben Prozent ab 2020. "Eine siebenprozentige Treibhausgas-Reduktion entspricht einem Biokraftstoffanteil zwischen zehn und zwölf Prozent", sagt FNR-Experte Kemnitz. Die neuen Hürden dürften kaum ohne hydrierte Pflanzenöle (HVO) und BtL (Biomass to Liquid) zu nehmen sein – so genannte Biokraftstoffe der zweiten Generation mit hervorragenden Produkteigenschaften und nahezu CO2-neutral. "Die Autohersteller haben großes Interesse daran, dass diese auf den Markt kommen", so Daimler-Mann Udo Hartmann. Er wünscht sich, die Mineralölindustrie würde auf diesem Feld mehr Engagement zeigen und sich den Biokraftstoffen der zweiten Generation intensiver widmen. Shell etwa ist Ende des Jahres 2009 bei der Vorzeigefirma Choren, die den Biodiesel, den so genannten Sun Diesel, neu erfinden wollte, ausgestiegen. Jetzt hat das Unternehmen Insolvenz angemeldet.

Große Fortschritte macht dagegen das Bioliq-Verfahren, das das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelt. Im ersten Schritt wird dabei in dezentralen Anlagen etwa Stroh zu einer Art Bio-Rohöl verarbeitet. Dieser so genannte Syncrude enthält etwa 90 Prozent der in der Biomasse gespeicherten Energie. Seit 2009 ist eine entsprechende Pilotanlage in Karlsruhe in Betrieb. "Mittlerweile läuft das völlig problemlos", sagt Eckhard Dinjus, Leiter des Instituts für Katalyseforschung und -Technologie. Zurzeit wird die Karlsruher Anlage ausgebaut, um auch die weiteren Prozessstufen realisieren zu können. Ab Anfang 2013 sollen dann hochwertige BtL-Designerkraftstoffe für Benziner und Diesel produziert werden. Ob der neue Biosprit marktfähig sein wird, hängt auch davon ab, welche Stellschrauben die Politik bewegt. Dafür ist es höchste Zeit, soll die vielbeschworene Energiewende kein Lippenbekenntnis bleiben.

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