Mit welcher Energie werden sich unsere Autos in Zukunft fortbewegen? Benzin, Diesel, Elektrizität, Wasserstoff oder durch synthetischen Sprit? Eine aktuelle Frage mit der sich das Bundesumweltministerium stark beschäftigt. Denn ein Fahrzeug ohne Abgase ist nicht gleich umweltfreundlich - hierzu gehört mehr.

Auch wenn Elektroautos emmisionsfrei fahren und die Luftqualität nicht belasten, ist die Herstellung der Akkus sehr ernergieintensiv in Bezug auf den CO2-Vebrauch.
Für viele Autofahrer ist es wichtig zu wissen wie viel Kraftstoff ihr Fahrzeug verbraucht bzw. wie wenig Abgase es ausstößt, um einzuschätzen wie umweltfreundlich ihr Auto ist. Die Belastung fängt allerdings schon in der Produktion an. Unter dem Begriff Ökobilanz werden alle schädlichen Einflüsse zusammengefasst. Und das fängt bei der Herstellung über den gesamten Lebenszyklus bis hin zum Recycling des Wagens an.

Wie umweltfreundlich sind E-Autos tatsächlich?

Zwei wichtige Faktoren spielen für die Umweltbilanz eine große Rolle: Erstens die Batterien und zweitens der Strom.
Die Problematik liegt in der Produktion der Batterien, da sie CO2-intensiv ist. Außerdem werden schwer abbaubare Rohstoffe wie Lithium und Kobalt verwendet. Positiv ist, dass die Akkus am Ende recycelt und anderweitig als Speicher eingesetzt werden können.
Beim zweiten Faktor Strom, hatte nach Angaben des Fraunhofer Instituts im Jahr 2019 die Windenergie den größten Anteil, gefolgt von Braunkohle. Der Anteil an erneuerbaren Energien wird in Zukunft noch steigen und so die Ökobilanz von E-Autos stetig verbessern.

Wasserstoffautos

In Bezug auf Emissionen ist ein Brennstoffzellenauto genauso umweltfreundlich wie ein Elektrofahrzeug. Auch wenn Brennstoffzellen-Fahrzeuge einen Auspuff besitzen, entweicht hier lediglich Wasserdampf. Der Unterschied zwischen Wasserstoff- und Elektrofahrzeugen - Strom wird selbst erzeugt und die Produktion ist umweltfreundlicher, weil die Batterien kleiner sind.
Dennoch herrscht hier ein anderes Problem: in der Natur kommt der Energieträger Wasserstoff nicht in seiner reinen Form vor. Er wird aufwendig aus fossilen Energien wie Erdgas hergestellt. Dafür braucht es eine Menge Energie. Weshalb Wasserstofffahrzeuge erst dann klimaneutral über die Straße fahren, wenn Wasserstoff mit erneuerbaren Energien erzeugt wird.
Hinzu kommt, dass Wasserstoffautos im Vergleich zu Elektroautos nicht so gut abschneiden. Optimal geladene Batterien eines Elektroautos erzielen einen Wirkungsgrad von 90 Prozent. Brennstoffzellen schaffen etwa nur 50 Prozent der Energie in den Vortrieb umzusetzen.

Wie werden synthetische Kraftstoffe hergestellt?

Nach wenig erfolgsversprechenden Ideen und Versuchen mit nachwachsenden Rohstoffen wie Mais, Raps oder Palmöl sowie Produkten aus Reststoffen, Abfall oder Algen haben sich Experten auf Wasserstoff als Grundprodukt geeinigt.
Der Vorteil bei Wasserstoff ist, dass dieser nahezu unendlich in der Natur vorhanden ist und mittels der regenerativer Energien klimaneutral hergestellt werden kann.

Dazu folgende Infografik:

Wasser wird per Elektrolyse in Sauerstoff (O₂) und Wasserstoff (H₂) gespalten – das ergibt als ersten Grundstoff Wasserstoff, welcher für Wasserstoffautos eingesetzt wird. Im nächsten Schritt kann der gewonnene Wasserstoff mit Kohlendioxid (CO₂) verbunden, das aus der Luft oder Abfallprodukt von industriellen Prozessen abfällt extrahiert werden, womit die Endprodukte CO₂-neutral sind. Durch die Fischer-Tropsch-Synthese werden Endprodukte wie synthetischer Diesel, synthetisches Benzin und -Kerosin gewonnen. Durch die Methanisierung kann synthetisches Erdgas gewonnen werden.

Die Herstellung erfolgt momentan in geringen Mengen, etwa in Forschungs- und Pilotprojekten. Die bekannteste Anlage steht im norddeutschen Werlte, wo Audi mit Industriepartnern klimaneutrales, synthetisches E-Gas produziert. Strombasiertes Benzin und strombasierter Diesel werden derzeit noch nicht in den Verkehr gebracht.
Auch Porsche hat als erster Automobilhersteller erklärt, die Entwicklung von synthetischem Kraftstoff voranzutreiben. Der Bau einer Großanlage zur Herstellung von E-Fuels wird vom Sportwagenhersteller unterstützt. Die Anlage befindet sich in Chile, weil Chile sich ideal zur Stromgewinnung durch Windkraft eignet. In der Pilotphase sollen im Jahr 2022 etwa 130.000 Liter E-Fuels erzeugt werden. In zwei Schritten soll die Kapazität dann bis 2024 auf rund 55 Millionen Liter E-Fuels und bis 2026 auf rund 550 Millionen Liter pro Jahr gesteigert werden. Porsche wird Hauptabnehmer des grünen Kraftstoffs, um ihn in der Flotte zu erproben.

Wie effizient sind E-Fuels?

Im Moment sind synthetische Kraftstoffe noch nicht rentabel. Grundsätzlich wird aber jedes klimaneutrale Fahrzeug teurer werden. Entweder weil man in eine kostspielige Batterie investieren muss oder weil man einen Kostenaufschlag für nicht fossile Energieträger berücksichtigen muss.
Das Ergebnis einer Studie im Auftrag des Verbands der Automobilindustrie sagt aus, dass die Kosten für E-Fuels derzeit bis zu 4,50 € pro Liter Dieseläquivalent betragen. Eine Senkung durch Importe von E-Fuels aus Regionen mit großen Ökostrommengen (z.B. Chile) auf ca. 1,00 € pro Liter erscheine jedoch erreichbar.

Wann und wo ist mit E-Fuel als Kraftstoff zu rechnen?

Gegen eine baldige Markteinführung auf breiter Front sprechen der schlechte Wirkungsgrad, die aufwendige Herstellung und fehlende Industrieanlagen.
Experten sehen das Einsatzgebiet von E-Fuels zunächst in Transport-Bereichen wie Schiffen, Flugzeugen oder Lastwagen, denn dort können Batterien vermutlich auch in Zukunft nicht eingesetzt werden.

Zusammenfassend: Auch wenn die Technik noch nicht ganz serienreif ist, setzt gerade die Automobilindustrie große Hoffnungen in synthetische Kraftstoffe.

Die Vorteile sind hier schon ganz klar und sprechen für weitere Forschungen:
1. Im besten Fall sind E-Fluels auch in den Bestandsfahrzeugen einsetzbar.
2. Ohne Mengenbregrenzung herzustellen.
3. Könnten an Zapfsäulen von Tankstellen getankt werden.
4. Von der chemischen Struktur und den Eigenschaften unterscheidet sie sich nicht von herkömmlichem Benzin oder Diesel.
5. Anders als bei der E-Mobilität ist der Aufbau einer neuen Infrastruktur nicht notwendig.
6. Bei der Verbrennung werden deutlich weniger andere Schadstoffe wie beispielsweise Stickoxide freigesetzt.