Flüssige Wasserstoffträger als Potenzieller sauberen Kraftstoff?

ATZ – Automobiltechnische Zeitschrift

 2012 Erschien der Artikel

Gilt gerade in Zeiten der Energiewende als aussichtsreicher Energieträger für eine nachhaltige Mobilität. Neu entstehende Wasserstoff-Tankstellen basieren heute größtenteils auf der 700-bar-Druckgastechnik. Daneben wird jedoch nach alternativen Lösungen für eine möglichst drucklose Wasserstoffspeicherung mit gleichzeitig hoher Speicherdichte gesucht. BMW Group Forschung und Technik untersucht in einem Forschungsprojekt die Potenziale der Wasserstoffspeicherung mit flüssigen organischen Hydriden.

  • Michael Zenner
  • Daniel Teichmann
  • Marco Di Pierro
  • Jennifer Dungs
  • Flüssige Wasserstoffträger für ein Nachhaltiges Energiesystem

  • Wie sieht es 2019 aus?

  • Hier wird der Synthetische Kraftstoff in einer Diashow vorgeführt
  • Die Konvertierung reduziert mithilfe des erzeugten Wasserstoffs zugeführtes Kohlendioxid (CO2) zu Kohlenmonoxid.
  • Der Clou: Das CO2 kommt nicht wie üblich aus Brennstoffen wie Kohle oder Holz – sondern aus der Luft. Dazu baut Sunfire eine Art überdimensionalen Staubsauger der Schweizer Firma Climeworks ein•
  • Das Kohlenmonoxid plus wiederum Wasserstoff werden per Fischer-Tropsch-Synthese in einem Reaktor verflüssigt.
  • Dies ist ein altes Verfahren, zu dem Sunfire-Gründer Bodo Wolf bereits in der DDR forschte. Nach der Wende setzte er es – ohne wirtschaftlichen Erfolg – in der Pleitefirma Choren ein.
  • Bei Sunfire ist er inzwischen ausgeschieden.
  • Ursprünglich ermöglichten Franz Fischer und Hans Tropsch in den 20er-Jahren des vergangenen Jahrhunderts mit der Synthese die Verflüssigung von Kohle.
  • Doch anders als damals steht heute am Ende ein künstlicher Rohstoff, der klimaneutral hergestellt worden ist – weil das Kohlendioxid aus der Luft kommt.
  • Zudem soll ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien die Anlage speisen. Der Wirkungsgrad liegt laut den Betreibern unterm Strich bei 70 Prozent. 

Kraftstoffe für den Autoverkehr und die Luftfahrt

Aus dem Rohstoff entstehen Kraftstoffe für den Autoverkehr und die Luftfahrt, er dient aber potenziell auch als Grundstoff für die Chemieindustrie. Als Kunden stehen bereits der Autobauer Audi und die Lufthansa bereit.

Kurzfristig zahlt sich die Anlage für alle Beteiligten vor allem über den Imagegewinn aus. „Wir wollen zeigen, dass es geht“, begründet ein Audi-Sprecher das Engagement seines Konzerns.

Langfristig hoffen die beteiligten Firmen dennoch auf ein Geschäftsmodell, in dem der künstliche Treibstoff zumindest als ökologisch wertvolle Beimischung für Benzin, Diesel und Kerosin dient.

Das Kalkül: Wenn der Gesetzgeber die Anforderungen an Biokraftstoffe weiter verschärft, könnte der Dresdner Kraftstoff beispielsweise im Super E10 den umstrittenen Sprit aus Pflanzen verdrängen.

Eine Brennstoffzelle macht die Anlage zum Energiewende-Problemlöser

„Wir streben einen Preis von einem bis 1,20 Euro pro Liter an“, sagt Aldag. Doch das gilt noch nicht für den Stoff aus der Dresdner Pilotanlage. Er soll am Tag auch nur in einer Menge von etwa 160 Litern fließen. Im übernächsten Jahr will Sunfire die Kapazität der Anlage auf 1600 Liter herauffahren, etwas später soll die Herstellung im kommerziellen Maßstab beginnen.

Die Lufthansa und Audi testen schon seit längerem Alternativen zu herkömmlichem Treibstoff. So hat die Kranich-Airline Tests mit Biokerosin unternommen. Denn trotz immer effizienterer Flugzeuge steigen die Emissionen in der Luftfahrt immer weiter an – weil die Menschen weltweit mehr fliegen.

Audi hat bereits einen Millionenbetrag in eine Power-to-Gas-Anlage im Emsland gesteckt. Dort entsteht ein künstliches Erdgas, das in derselben Menge ins Netz eingespeist wird, die die Fahrer von Audi-Gasautos tanken.

Billiges Öl lässt Wirtschaftlichkeit in weite Ferne rücken

Auch Energieversorger wie Eon versuchen sich seit Jahren auf dem Gebiet der Erzeugung künstlichen Brennstoffs. Die Zahl der Demonstrationsanlagen wächst, doch der Durchbruch lässt auf sich warten.

Immer noch sind die Anlagen so teuer, dass der entstehende Treibstoff ein Vielfaches von herkömmlichem Öl oder Gas kostet. Dies gilt besonders in Zeiten wie diesen, in denen Öl auf einmal wieder deutlich billiger wird – anders als von vielen Vertretern der Power-to-Gas- und Power-to-Liquids-Branche erwartet.

Zudem dringen alternative Techniken wie Elektroautos auf den Markt, die den Markterfolg des künstlichen Wundertreibstoffes durchkreuzen könnten. Sunfire-Mann Aldag verweist jedoch darauf, dass sich das synthetische Mittel längst nicht nur im Straßenverkehr einsetzen lässt.

Ersatz für Ölimporte aus Russland und Arabien   So entsteht der wundersame Ölersatz

Die technische Verheißung ist jedenfalls so groß, dass auch die Bundesregierung weiter voll hinter der Technik steht und die Anlage in Dresden finanziell unterstützt hat. „Mit diesem Verfahren werden wir unabhängiger vom Erdöl“, sagte Bundesforschungsministerin Johanna Wanka im Vorfeld der Eröffnung gegenüber manager magazin. „Chemische Energiespeicher sind ein reelles Beispiel, wie wir die Energiewende schaffen können.“

Tatsächlich geht es bei der Vision vom künstlichen Erdgas und Erdöl nicht nur um den Ersatz von Energieimporten aus Ländern wie Russland oder Arabien. Die Anlagen können vorzugsweise immer dann auf vollen Touren laufen, wenn der Wind stark weht oder die Sonne scheint – und Strom im Überfluss ins Netz drängt. Dann produzieren sie den Kraftstoff.

Künftig sollen Anlagen des Dresdner Typs aber auch bei Flaute und Wolken einen Sinn haben. Ergänzt um eine Brennstoffzelle, erzeugen sie dann Strom aus Erdgas oder Wasserstoff – und würden helfen, so manches Problem der deutschen Energiewende zu lösen. Zwar muss das Ganze noch deutlich günstiger werden. Dass es funktioniert, wird aber jetzt bewiesen.