Synthetische Energieträger werden mit Strom aus erneuerbaren Energien hergestellt und als Alternative für Erdgas, Erdöl und Kohle gehandelt. Im Rahmen einer Studie wurde nun untersucht, ob die Herstellung dieser PtX-Brennstoffe überhaupt dem Klimaschutz nützt.
Synthetischer Diesel zeigt in fast allen Kategorien größere Umweltbelastungen als fossiler Diesel.
GWP: Treibhauspotenzial, AP: Versauerung, EP: Eutrophierung, ODP: Ozonabbau, POCP: Sommersmog, PM10: Feinstaub, KEA: Kumulierter Energieaufwand, Wasser: Wasserverbrauch, Fläche: Flächenbedarf, KRA: Kumulierter Rohstoffaufwand
ifeu
"Unter Power-to-X-Prozessen werden energetische Umwandlungsprozesse von elektrischer Energie aus volatilen erneuerbaren Energiequellen in unterschiedliche Ausgangsprodukte, wie H2, synthetische Gase und synthetische flüssige Treibstoffe mithilfe von Elektrolyse verstanden. Diese Ausgangsprodukte dienen als Energiespeicher volatiler Energiequellen und können je nach Nachfrage beliebig in den drei Energiesektoren Wärme, Strom und Mobilität verteilt werden", schreiben Robert Staiger und Adrian Tanțǎu im Kapitel "Analyse von Power to - X -Anwendungen mit grünem Wasserstoff" des Springer-Fachbuchs "Geschäftsmodelle mit grünem Wasserstoff". Diese Möglichkeit werde zukünftig, so erklären die beiden Autoren weiter, für den Energietransformationsprozess und für die Sektorenkopplung eine wichtige Rolle spielen.
Dass derartige Kraftstoffe in Zukunft unentbehrlich sein werden, schreibt auch Frank Urbansky in seinem Fachbeitrag "Potenziale synthetische Kraftstoffe", der in der Springer-Fachzeitschrift "MTZ – Motortechnische Zeitschrift" (Ausgabe 1/2020) erschienen ist. Urbansky weiter: "Nur sie versprechen die hohe Energiedichte, die etwa in Schifffahrt, Luftverkehr und Schwerlastlogistik benötigt wird. Batterieelektrische Antriebe werden dies in ähnlicher Form voraussichtlich nie leisten können."
Aufschluss gibt ein Ökobilanzmodell
Doch ist die Herstellung dieser synthetischen und speicherbaren Energieträger klimaverträglich oder schadet sie nicht vielmehr der Umwelt? Dieser Frage gingen Wissenschaftler des Instituts für Energie- und Umweltforschung Heidelberg zusammen mit den Projektpartnern Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt und Joanneum Research im Projekt SYSEET (Systemvergleich speicherbarer Energieträger aus erneuerbaren Energien) nach – im Auftrag des Umweltbundesamtes. 60 Pfade wurden dafür hinsichtlich ihrer Umweltauswirkungen in einem rechnerbasierten Ökobilanzmodell analysiert, PtX-Energieträger herzustellen und nach Deutschland zu transportieren. Eine wirtschaftliche Analyse ist im Fachartikel "Power-to-X (PtX) aus 'Überschussstrom' in Deutschland – Ökonomische Analyse" der "Zeitschrift für Energiewirtschaft" (Ausgabe 3/2019) zu finden.
So wird in dem SYSEET-Modell etwa Diesel mit Strom aus Photovoltaikanlagen in Saudi-Arabien und CO2 aus dortigen Zementwerken hergestellt und per Tankschiff nach Deutschland transportiert. In einem anderen Pfad wird die Herstellung von Methanol in Schweden aus Waldrestholz und mit Strom aus Wasserkraft analysiert. Auch die Herstellung von Wasserstoff in Deutschland und die Erzeugung von Biomethan aus landwirtschaftlichen Rohstoffen wurden betrachtet.
Anlagenbau und Transport sind zu optimieren
Heraus kam bei den Untersuchungen, dass sich mit den PtX-Energieträgern Treibhausgase einsparen lassen, aber selbst mit 100 Prozent Strom aus erneuerbaren Quellen ist die Herstellung synthetischer Brennstoffe mit erheblichen Umweltlasten verbunden: Für den Bau von Wind- und Photovoltaikanlagen, von Synthese-Einrichtungen sowie für den Aufbau der Transportinfrastruktur werden zum einen Rohstoffe benötigt, zum anderen sind damit Emissionen in Luft und Wasser verbunden. Allesamt Aspekte, die sich auch in der ökonomischen Betrachtung niederschlagen, wie die Autoren des bereits erwähnten Fachartikels in der Zeitschrift für Energiewirtschaft schreiben. Und auch die Herstellung von Kohlenwasserstoffen, benötigt werden dafür Kohlenstoff aus Abgasen, der Luft oder aus Biomasse, verursacht Umweltbelastungen, wie die Projektpartner festgestellt haben – von der Emission von Feinstaub über Überdüngung bis hin zur Versauerung von Böden und Gewässern.
Aus diesen Gründen müsse laut den Studienautoren vor allem die Herstellung der Stromerzeugungsanlagen und der Transport optimiert werden. Nur dann könne die Herstellung synthetischer Kraftstoffe nachhaltig sein, so ihr Fazit. Denn ein Großteil der errechneten Belastungen stamme aus der Herstellung von Stahl, Zement und Metallen, die für Windkraft- und Photovoltaikanlagen benötigt würden.