E-Fuels – alternative Energieträger für Heizölanlagen?

E-Fuels bieten eine Perspektive für Heizölkunden

Außerhalb von Expertenkreisen sind sie kaum bekannt. Die Rede ist von E-Fuels, synthetisch hergestellte, flüssige Energieträger, die im Rahmen der Energiewende eine wichtige Rolle spielen könnten. Bieten sie Perspektiven für Menschen, die ihr Zuhause mit Heizöl warm halten? Ein Überblick.

Was sind eigentlich E-Fuels?

Bei E-Fuels handelt es sich um synthetisch hergestellte Brenn- und Kraftstoffe, die perspektivisch die gleichen Aufgaben übernehmen können, die derzeit fossilen Energieträgern zuteil werden. Kann die Energiewende also ohne E-Fuels auskommen? Diese Frage sorgt immer wieder für hitzige Debatten in Politk und Wirtschaft. Fest steht, dass die Umstellung auf Erneuerbare ohne die synthetischen Brenn- und Kraftstoffe deutlich schwieriger umzusetzen ist. Insbesondere mit Blick auf die Klimaschutzziele sollte man die Relevanz von CO2-neutralen flüssigen Energieträgern nicht vernachlässigen. Denn wenn man über die Energiewende redet, ist damit nicht nur der Stromsektor gemeint. Gerade im Wärme- und Verkehrssektor kann man bis dato nicht wirklich von einer Trendwende sprechen.

Weltweit betrachtet hat die Nutzung von Wind- und Sonnenenergie zur Stromerzeugung riesiges Potenzial. Problematisch ist jedoch der Transport und die Speicherung der elektrischen Energie. Durch den Einsatz von Power-to-X Technologien zur Herstellung von E-Fuels mittels Elektrizität ist diese Hürde jedoch überwindbar. E-Fuels können also auch genutzt werden, um Strom zu speichern und ohne Übertragungsverluste von A nach B zu transportieren.

Weiterhin schaffen sie vor allem dort Abhilfe, wo eine Elektrifizierung nur schwierig umzusetzen ist, beispielsweise im Schiffs- und Flugverkehr – aber eben auch bei der Wärmeversorgung. E-Fuels werden unter Einbeziehung erneuerbarer elektrischer Energie synthetisch erzeugt, sodass ein klimaneutraler Kreislauf entsteht. Langfristig könnte man so fossile Energieträger ersetzen, ohne die bestehende Infrastruktur umzurüsten. Das Ganze ist keine Zukunftsmusik. So unterstützt TOTAL im Rahmen des Energy Venture-Programms beispielsweise Sunfire, ein Energie Start-Up, welches sich der weltweiten Entwicklung und Produktion von Anlagen zur Erzeugung von E-Fuels widmet.
 


Sind E-Fuels das Heizöl der Zukunft?

Wer sein Zuhause mit Heizöl warm hält, kann derzeit insbesondere durch die Umstellung auf hocheffiziente Öl-Brennwerttechnik eine Menge Heizöl, und damit CO2-Emissionen, sparen. Perspektivisch kann synthetisch hergestelltes Heizöl auch brennstoffseitig Treibhausgasemissionen reduzieren. Denn anders als bei einem Wechsel des Energieträgers, müssen bei E-Fuels keine Umrüstungen erfolgen. Sie könnten laut IWO derzeit in den ca. 5,6 Millionen Ölheizungen in Deutschland unmittelbar eingesetzt werden. Somit gehören sie zu einer der Schlüsseltechnologien, die zur Erreichung der Pariser Klimaziele notwendig sind. Das belegen sowohl die Studie zur „Integrierten Energiewende“ der Deutschen Energie-Agentur, als auch die Prognos-Studie, die sich den „Perspektiven flüssiger Energieträger in der Energiewende“ gewidmet hat. Aber wie genau werden E-Fuels hergestellt?
 

Herstellung von E-Fuels mit Hilfe der Elektrolyse

Mit ein bisschen Glück kann man Informationen über das Verfahren zur Herstellung von E-Fuels sogar noch in alten Schulunterlagen finden. Denn die Elektrolyse ist eigentlich ein bekanntes Gesicht aus dem Chemieunterricht. Hierbei wird Wasser mittels elektrischer Energie in seine Bestandteile zerlegt – nämlich Sauerstoff und Wasserstoff. In Verbindung mit Kohlenstoff lässt sich der abgespaltene Wasserstoff im weiteren Prozess durch Hydrierung oder die sogenannte Fischer-Tropsch-Synthese dann zu flüssigen oder gasförmigen Brenn- oder Kraftstoffen weiterverarbeiten.

Entscheidend ist also ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf. Denn auch bei der Verbrennung von E-Fuels entsteht Kohlendioxid (CO2). Treibhausgasneutralität erreicht man also nur dann, wenn man der Atmosphäre genau die Menge an CO2 während des Entstehungsprozesses entzieht,  die später, bei der Verbrennung der E-Fuels wieder ausgestoßen wird.  Als Kohlenstoffquelle können beispielsweise Industrieabgase oder die Umgebungsluft genutzt werden.

Dabei ist eine konstante Auslastung der Elektrolyse-Anlage wichtig, um die Effizienz auf einem hohen Niveau zu halten. Hierzu sind jedoch große Mengen an erneuerbarer elektrischer Energie nötig. Nur so ist die CO2-Bilanz am Ende neutral. Für den Bau von Windkraft- und Solaranlagen sollte man deshalb besonders wind- und sonnenreiche Standorte auswählen.

Damit E-Fuels klimaneutral sind, muss der Strom aus erneuerbaren Quellen stammen. // Foto: American Public Power Association, Unsplash

Da Wasserstoff bereits im heutigen Raffinerieprozess bei der Herstellung fossiler Kraft- und Brennstoffe benötigt wird oder auch als direkter Energieträger eingesetzt werden kann, sind Investitionen in das Elektrolyseverfahren aus wirtschaftlicher Sicht durchaus lohnenswert.

Nicht zu vergessen: Ohne Wasser funktioniert die Elektrolyse ebenso wenig, weshalb es wichtig ist, Wasserkreisläufe zu schließen oder Entsalzungsanlagen zur Wassergewinnung einzusetzen, die ebenfalls durch erneuerbaren Strom gespeist werden.
 

E-Fuels - Herausforderungen und künftige Vorteile

Die Herstellung von E-Fuels muss Hand in Hand mit der Einbeziehung von erneuerbarem Strom gehen – denn nur so geht die Rechnung auf. Erst wenn der Strom für die Elektrolyse und die anschließenden Prozesse vollständig aus erneuerbaren Quellen stammt, ist die Bilanz der E-Fuels klimaneutral.

Nun stellt sich aber die Frage, ob die erforderlichen Strommengen hier bei uns in Deutschland erzeugt werden können. Nach heutigem Stand ist das unwahrscheinlich. Aber das ist kein Grund, um Trübsal zu blasen: Energie sollte schließlich auch durch die länderübergreifende Brille betrachtet werden. Diese Perspektive ist vielversprechender. An Standorten, die besonders von Wind- und Sonnenenergie profitieren, kann die dort erzeugte elektrische Energie mittels Elektrolyse verflüssigt und zu anderen Standorten transportiert werden.

Damit wird erneuerbare Energie speicherbar - ein Problem, das vor allem im Hinblick auf die Auslastung der öffentlichen Stromnetze gelöst werden muss. Darüber hinaus können E-Fuels die gleiche Infrastruktur nutzen, die für fossile Brennstoffe zum Einsatz kommt. Das spart hohe Investitionskosten, die Unternehmen und Privathaushalte sonst für den Bau neuer Leitungen oder den Tausch von Geräten und Anlagen aufwenden müssten. Somit sichern E-Fuels auch die breite Akzeptanz der Energiewende durch die Bevölkerung.

Nicht zuletzt sind auch die Modifizierungsmöglichkeiten bei der Herstellung von E-Fuels spannend. Beispielsweise können beim Herstellungsprozess hinzugefügte Sauerstoffmoleküle dafür sorgen, dass die CO2-Emissionen im Vergleich zu nicht-modifizierten E-Fuels oder gar fossilen Brennstoffen deutlich geringer ausfallen.

Abschließend empfiehlt es sich, künftige Energiefragen auch länderübergreifend zu durchdenken, um die Kosten für die Herstellung der E-Fuels zu senken und erneuerbare Energien zur Stromerzeugung optimal auszunutzen. So bieten die synthetischen Brennstoffe eine echte Perspektive.

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