Aus der Perspektive des Tanks sieht man einen Tankrüssel, aus dem Benzin fließt.

Synthetische Kraftstoffe: Herstellung, Vor- und Nachteile

Synthetische Kraftstoffe, auch E-Fuels oder Synfuels genannt, entstehen, indem bei der Produktion Erdöl durch eine künstlich hergestellte Alternative ersetzt wird. Können sie einen entscheidenden Beitrag zur Verkehrswende leisten? (Bild: Adobe Stock)

Synthetische Kraftstoffe, auch E-Fuels oder Synfuels genannt, entstehen, indem bei der Produktion Erdöl durch eine künstlich hergestellte Alternative ersetzt wird. Können sie einen entscheidenden Beitrag zur Verkehrswende leisten? (Bild: Adobe Stock)

Das und mehr erfahren Sie hier über E-Fuels:

  • E-Fuels können aus verschiedenen Stoffen wie Biomasse oder Erdgas hergestellt werden.
  • Die beste Ökobilanz haben synthetische Kraftstoffe auf Basis von grünem Wasserstoff.
  • Die Kraftstoffe sind deutlich ineffizienter als die direkte Stromnutzung in E-Autos.
  • Der Einsatz strombasierter Kraftstoffe erlaubt die zeitliche und räumliche Entkopplung von Erzeugung und Nutzung

Die Zulassungszahlen von Elektroautos steigen kontinuierlich, E‑Mobilität spielt eine entscheidende Rolle bei der Verkehrswende und der Reduzierung von CO2-Emissionen. Allerdings prognostiziert der Verband der Autoindustrie, dass 2025 weltweit immer noch mehr als 75 Prozent aller Pkw mit Benzin oder Diesel fahren werden. Also sind Lösungen gefragt, die diese und andere Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor umweltbewusster machen, bis auch sie gegen E-Autos ausgetauscht worden sind. Ein Ansatz dafür können Kraftstoffe sein, die synthetisch hergestellt werden. Welches Potenzial haben diese E-Fuels?

 

Wie werden synthetische Kraftstoffe hergestellt?

Ein Schaubild zeigt, wie synthetische Kraftstoffe hergestellt werden.
Der Wirkungsgrad von E-Fuels ist um ein Vielfaches schlechter als die direkte Nutzung von Strom.  (Bild: Shutterstock)

Synthetische Kraftstoffe können unter anderem aus Pflanzenöl, Biomasse oder Erdgas hergestellt werden. Die beste Ökobilanz weist aber wasserbasiertes E-Fuel auf, das auch nahezu rußfrei verbrennt. Das „E“ steht übrigens für die Elektrizität, die bei der Herstellung des Kraftstoffs eine wichtige Rolle spielt. Deswegen spricht man bei diesem Verfahren auch von „Power-to-X“.

Für die Produktion braucht man Wasser, Strom und CO2. Das Wasser wird durch Elektrolyse unter Einsatz des Stroms zu Wasserstoff, der dann mit dem CO2 reagiert. Die aktuell wichtigsten Verfahren sind Methanisierung, die Fischer-Tropsch Synthese und die Herstellung synthetischen Methanols, welches gegebenenfalls zu Kohlenwasserstoffen weiterreagiert (Methanol-to-Gasoline-Verfahren). Häufig entstehen die gewünschten Produkte Ottokraftstoff, Jet-Fuel und Dieselkraftstoff gekoppelt, das heißt, lediglich die Mengenverhältnisse können eingestellt werden. Im Idealfall stammt das CO2 aus der Atmosphäre oder aus Industrieabgasen und der Strom aus erneuerbaren Energien. Dann sind die synthetischen Treibstoffe nämlich CO2-neutral.

Was sind die Vor- und Nachteile?

Der Nutzen synthetischer Kraftstoffe ist nicht unumstritten, denn sie haben sowohl Vorteile als auch Nachteile. Für synthetische Treibstoffe spricht, dass sie – vorausgesetzt, ihre Eigenschaften entsprechen denen von „normalem“ Kraftstoff – in allen heutigen Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können. Für reine synthetische Dieselkraftstoffe gibt es eine eigene Norm, die EN 15940. Innerhalb der bestehenden Normen (EN 590 für Diesel, EN 228 für Ottokraftstoffe) ist nach aktuellem Stand der Technik eine Zumischung von etwa 30 Prozent machbar.  

Gegen diese Kraftstoffe spricht vor allem, dass ihre Herstellung und Nutzung mit einem geringen Wirkungsgrad verbunden sind. Insgesamt gehen bei dem Verfahren rund 80 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie verloren. Die direkte Nutzung des Stroms im Antrieb eines Elektroautos ist um ein Vielfaches effizienter. Auch die Brennstoffzelle schneidet besser ab als E-Fuels, da der Wasserstoff nicht erst umgewandelt werden muss, sondern ebenfalls direkt genutzt wird. Außerdem sind für die Herstellung einer ausreichenden Menge an Kraftstoff große Mengen an erneuerbaren Energien nötig.  

Allerdings kann dieser Nachteil zumindest teilweise dadurch ausgeglichen werden, dass die synthetischen Kraftstoffe in sonnen- und windreichen Ländern produziert werden und so die vielfache Ausbeute einer Solar- oder Windkraftanlage nutzen können, wenn der regenerative Strom vor Ort nicht in der produzierbaren Menge abgenommen werden kann.

Wo können synthetische Kraftstoffe eingesetzt werden?

Ein Tankrüssel wird von einer Hand in den Tankstutzen eines Autos geführt.
Kommt in die Tanks von Verbrennerfahrzeugen demnächst vermehrt synthetischer Kraftstoff? (Bild: Getty Images)

Es gibt jedoch Bereiche, in denen batteriebetriebene Motoren auf absehbare Zeit wohl nicht sinnvoll eingesetzt werden können. Dazu gehört insbesondere die Luftfahrt. E-Fuels haben, anders als selbst die hochleistungsfähigen, modernen Lithium-Ionen-Akkus, eine vergleichbare Energiedichte wie Kerosin, sind aber umweltbewusster.

Eine weitere Möglichkeit ist, wie oben erwähnt, die synthetischen Kraftstoffe üblichem Benzin oder Diesel beizumischen. Das ist technisch möglich und kann die CO2-Bilanz fossiler Kraftstoffe verbessern – allerdings nur in dem Maß, in dem das E-Fuel den üblichen Kraftstoff ersetzt.  

Synthetische Kraftstoffe können also einen Beitrag dazu leisten, CO2-Emissionen zu verringern. Ein weitaus größerer Beitrag zur umweltbewussten Mobilität ist aber der Umstieg auf Elektromobilität. Probieren Sie doch einfach mal aus, wie sich ein E‑Auto wie der ID.3, der ID.4 oder demnächst der ID.5 im Alltag anfühlt – bei einer Probefahrt bei einem Volkswagen Händler in Ihrer Nähe!

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ID.4: Stromverbrauch (kombiniert): 17,5–15,5 kWh/100 km (NEFZ); CO2-Emission in g/km: 0; Effizienzklasse: A+++
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    Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen, spezifischen CO2-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen und den Stromverbrauch neuer Personenkraftwagen“ entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern-Scharnhausen (www.dat.de/co2) unentgeltlich erhältlich ist.

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