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Versuchsanlage in Betrieb - Öko-Sprit aus dem Container

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Diesel und Kerosin allein aus Wasser und CO2. Möglich ist das schon jetzt in mobilen Mini-Anlagen. Das Potenzial der neuen Technik ist "erheblich", sagt Forscher Roland Dittmeyer.

Eine Flasche mit e-Fuel am 06.11.2019 am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
e-Fuel - Kraftstoff aus Wasser und CO2 aus der Forschungsanlage am Karlsruher Institut für Technologie
Quelle: DPA

heute.de: Diese Woche haben Sie in der Nähe von Karlsruhe eine sogenannte PtX-Anlage präsentiert, die in einen Container passt. Sie produziert Gas und sogar Benzin, Diesel und Kerosin allein aus Wasser und CO2, das sie vorher aus der Luft herausfiltert. Das klingt fast ein bisschen nach Zauberei. Ist es das?

Roland Dittmeyer: Heute nennt man das Wissenschaft. Kraftstoffe sind in der Regel Kohlenwasserstoffe, also Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Und die können rein aus Wasser und CO2 aufgebaut werden, denn Wasser enthält Wasserstoff und Sauerstoff, Kohlendioxid enthält Kohlenstoff und Sauerstoff. Was man dazu braucht, ist Energie. Die kommt mit dem Strom ins Spiel. Der Strom sollte dabei natürlich erneuerbar sein. 

heute.de: Inwieweit können solche PtX-Anlagen bei der Energie- und der Verkehrswende helfen? 

Dittmeyer: Ein wichtiger Punkt ist, dass man große Mengen an Energie in chemischen Stoffen speichern kann. Wenn also viel Strom da ist, dann erzeuge ich aus dem Strom über PtX einen Energieträger. Wenn kein Strom da ist, dann kann ich diesen in Strom zurückverwandeln und damit zum Beispiel die sogenannte "Dunkelflaute" im Winter überbrücken. 

Der zweite Punkt ist, dass man für bestimmte Anwendungen einfach Kraftstoffe mit hoher Energiedichte braucht. Das Paradebeispiel ist der Flugverkehr, der auf absehbare Zeit nicht auf Kerosin verzichten kann. Alle anderen Optionen wie Wasserstoff oder Batterien bringen bei gleicher Energiemenge viel mehr Gewicht und Volumen mit sich. Ähnlich sieht das im Schwerlastverkehr aus. 

Der dritte Punkt ist, dass PtX-Kraftstoffe vergleichsweise schnell eingeführt werden könnten, weil sie in vorhandenen Fahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen, Tanklagern und so weiter genutzt werden können. Man braucht also "nur" die Infrastruktur für die Herstellung der PtX-Kraftstoffe und natürlich für die Erzeugung des erneuerbaren Stroms.     

Und schließlich können über PtX auch Einsatzstoffe für die chemische Industrie bereitgestellt werden. All das bedeutet, dass PtX-Anlagen für die Sektorenkopplung und auch für die Verkehrswende große Bedeutung haben. 

heute.de: Und ab wann ist das realistisch? 

Dittmeyer: PtX macht nur Sinn, wenn der Strom erneuerbar ist. Allerdings braucht man auch einen Markthochlauf, um Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Deswegen muss man mit PtX schon früher beginnen - am besten sofort, weil dadurch auch der nötige Anreiz geschaffen wird, um die erneuerbare Stromerzeugung weiter auszubauen. Realistisch ist PtX an Standorten mit günstigem Strom und leicht verfügbarem, idealerweise nichtfossilen oder nicht vermeidbarem CO2 bereits heute.

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heute.de: Welche Vorteile haben kompakte Anlagen in Containern?  

Dittmeyer: Sie können den Markteintritt erleichtern, indem Marktnischen mit begrenztem wirtschaftlichem Risiko erschlossen werden. Sie sind außerdem viel agiler als Großanlagen und können dem schwankenden Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien besser folgen, weil sie schneller an- und abgefahren werden können. Sie passen mit Kapazitäten im ein- oder zweistelligen Megawattbereich auch gut zu dezentralen Wind- und Photovoltaikanlagen. Und wenn sie in großen Stückzahlen produziert werden, sind die Kosten pro Anlage deutlich reduziert. So wird ein wirtschaftlicher Betrieb auch bei kleineren Anlagengrößen möglich.  

heute.de: Für die neue Anlage wurde die PtX-Technik verbessert. Das gilt vor allem für die Elektrolyse von Wasser und CO2. Inwieweit hilft das mit Blick auf Effizienz und Platzersparnis? 

Dittmeyer: Die gleichzeitige Elektrolyse von Wasserdampf und CO2 ist eine besonders elegante Variante zur Synthesegaserzeugung. Sie kommt mit einer Prozessstufe weniger aus und verspricht eine besonders hohe Energieeffizienz vom Strom bis zum Kraftstoff.

heute.de: Es sind auch größere Produktionsanlage in Planung – unter anderem von INERATEC, einer Ausgründung des KIT. Glauben Sie, dass es bald einen "Massenmarkt" für PtX-Produkte geben wird?

Dittmeyer: Ja, ich gehe davon aus. Und ich denke, es wird Zumischquoten für synthetisches Kerosin geben. Abfall und Biomasse werden dafür perspektivisch nicht ausreichen, sodass auch CO2 als Kohlenstoffquelle in Verbindung mit PtX benötigt wird.

heute.de: Kritiker sagen, die Effizienz sei noch zu schlecht. Außerdem gebe es nicht genug erneuerbaren Strom. Daher werde PtX nur eine Randerscheinung bleiben. Wie sehen Sie das?

Dittmeyer: Klar ist, dass die Energiewende viel erneuerbaren Strom benötigt, dafür aber auch keine oder kaum mehr fossile Energieträger. Das ist notwendig, um die globale Klimaerwärmung auf 1,5 Grad zu begrenzen. Dieser Strom kann vermutlich nicht vollständig in Deutschland erzeugt werden, wobei ich auch in Deutschland noch erhebliches Potenzial sowie gute Möglichkeiten für dezentrale PtX-Anlagen sehe. Ich denke, man wird an Standorten mit hohem Potenzial für erneuerbaren Strom in größeren Anlagen PtX-Produkte erzeugen und international handeln - so wie heute fossile Energieträger.

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Die Effizienz von PtX ist außerdem so schlecht nicht. Beispielsweise erwarten wir für die von uns verfolgte Prozesskette etwa 60 Prozent Gesamtenergieeffizienz, und hier ist sogar die CO2-Gewinnung aus der Luft eingeschlossen. Für die Herstellung von Methan-Gas aus CO2 und Wasserstoff über die Dampfelektrolyse lässt sich sogar eine Gesamteffizienz von über 80 Prozent erreichen.   

Unter anderem wegen des viel geringeren Flächenbedarfs von PtX im Vergleich zu Biokraftstoffen glaube ich, dass PtX bei der Verkehrswende keine Randerscheinung bleiben wird, sondern neben der Elektromobilität und gegebenenfalls Wasserstoff eine ebenso wichtige Komponente werden wird - für die Luftfahrt, den Schwerlastverkehr und eventuell auch die Langstreckenmobilität.

Das Interview führte Mark Hugo, ZDF-Umweltredaktion.

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