E-Fuel – Lösung, Provisorium oder Sackgasse?

[hal23562]

Im Rahmen der Diskussionen um E-Mobilität taucht hier auch immer wieder mal E-Fuel in der Debatte auf. Das weckte meine Neugierde und ich suchte und fand Infoquellen. Inzwischen bin ich jedoch etwas ratlos, was ich davon halten soll, und die Diskussion über Sinn und Nutzen läuft ja in der Öffentlichkeit auch durchaus kontrovers. Die Fragen im Kern sind, was wird in Bezug auf CO² erreicht und ist zu betreibende Aufwand ökonomisch sinnvoll?

Es klingt phantastisch. Aus normaler Luft, Industrieabgasen und anderem wird Treibstoff hergestellt und zunächst einmal wird dafür sogar CO² entzogen. Wird der Treibstoff verbrannt, gelangt das CO² allerdings wieder in die Atmosphäre. Wohl das, was vorher entnommen wurde. Eine in etwa ausgeglichene CO²-Bilanz. Aber sollte das Ziel nicht sein, den CO²-Eintrag in die Atmosphäre zu verringern anstatt max. nur den Status zu erhalten? Irgendwie habe ich das Gefühl, dass wir uns da bei E-Fuel ein wenig in die eigene Tasche lügen.
Zudem ist das erforderliche technische Verfahren zur Herstellung von E-Fuel aufwendig, kosten- und äußerst energieintensiv.
Genau diese Energie ist m.E. der Knackpunkt. Wird nicht sog. erneuerbare Energie eingesetzt, sondern solche aus Verbrennungskraftwerken, dann wird CO²-Bilanz sogar negativ.

Erneuerbare Energie steht aber immer nur dann zur Verfügung, wenn ein Überschuss produziert wird. Die Herstellung von E-Fuel wäre also auch eine Art Energiespeicherung. Die Frage ist jedoch, ob es da nicht gleich sinnvoller ist, hauptsächlich H² zu produzieren, das sich zudem über Brennstoffzellentechnik auch in das Generalkonzept E-Mobilität, insbesondere für schwerere Fahrzeuge, einfügt?
Außerdem ist soll das Elektrolyseverfahren wohl deutlich weniger aufwändig, kosten- und energieintensiv sein.

Andrerseits wird es wird wohl noch längere Zeit Bereiche geben, wo technisch bedingt weiterhin Verbrennungsmotoren eingesetzt werden müssen. Da scheint es mir schon sinnvoll zu sein, über E-Fuel verfügen zu können. Wohin allzu große Abhängigkeit führen kann, erleben wir ja gerade.

Derzeit sehe ich es so. Die E-Fuel-Technik sollte weiter entwickelt werden, um uns unabhängig von Öl zu machen. Allerdings sollt E-Fuel ausschließlich mit Überschüssen aus erneuerbarer Energie hergestellt werden und nur dort eingesetzt werden, wo der Stand der Technik es absehbar noch für einen längeren Zeitraum zwingend erforderlich macht. PKW, SUV, Kleinbusse, HDK usw. gehören z.B. m.M. nach dann nicht mehr dazu – so traurig das für uns auch sein mag.
Auf lange Sicht wird E-Fuel m.E. ein Nischenprodukt und für die Mobilität der breiten Masse eher eine Sackgasse. Mit fallenden Kosten für Brennstoffzellen wird m.E. die Zukunft den reinen E-Hybriden mit Brennstoffzellen/Batterie Energiequelle gehören.

HAL

 

[ManniSpall]

Als ich bei den Verkehrsbetrieben einer größeren Stadt tätig war, als "Mehrfachbeauftragte Person" im Umweltbereich, wurde dort Kunstdiesel getestet. Der Einsatz dieses Kraftstoffes sorgte für deutlich niedrigere NOx Werte. Dieser Kraftstoff kam aus dem nahen Osten und wurde dort aus Erdgas hergestellt. Zwischenzeitlich hat man nun CO2 als Schadstoff abgestempelt und die Herstellung und der Transport von Kunstdiesel aus Erdgas wird jetzt nicht mehr präferiert. Die Busflotte dort wird jetzt sukzessive auf E-Busse umgestellt. E-Fuel für den Flugverkehr fällt mir ad-hoc als einzige sinnvolle Nutzung ein unter den geltenden Umständen.

 

[odfi]

Erneuerbare Energie steht aber immer nur dann zur Verfügung, wenn ein Überschuss produziert wird. Die Herstellung von E-Fuel wäre also auch eine Art Energiespeicherung.

Tatsächlich ist das der Ansatz derer, die das Thema sinnvoll betrachten. Bei einem massiven Ausbau von PV (der ja wohl kommen wird), haben wir an sehr vielen Tagen von Vor- bis Nachmittag immense Überschüsse, die von keiner normalen Speichertechnik abgefangen werden können. Ebenso natürlich bei Wind an windreichen Tagen. Da diese Energie dann völlig "umsonst" wäre, würde sich auch jede noch so energieintensive Umwandlung durchaus rechnen.

Die Frage ist jedoch, ob es da nicht gleich sinnvoller ist, hauptsächlich H² zu produzieren, das sich zudem über Brennstoffzellentechnik auch in das Generalkonzept E-Mobilität insbesondere für schwerere Fahrzeuge einfügt?

Das entscheidende Problem bei Wasserstoff ist die Lagerung und der Transport, weßhalb es wohl im Pkw-Bereich nicht kommen wird. (genaueres kann man hier nachlesen: https://efahrer.chip.de/e-wissen/wa...chnologie-so-schnell-nicht-durchsetzen_101550)
Aber nicht nur Dein Vorschlag mit den schweren Fahrzeugen sondern vor allem bei stationärer Anwendung macht Wasserstoff sehr viel Sinn - zB. bei der 24/7-Energieversorgung von Wohnhäusern wird es heute schon verwendet, um Häuser autark zu betreiben.
Ich könnte mir daher durchaus vorstellen, dass wegen der unproblematischen Handhabung e-Fuels bei Pkw interessant werden und alles andere auf Wasserstoff wechselt. Aber dazu habe ich noch nichts spezifisches gelesen.

Derzeit sehe ich es so. Die E-Fuel-Technik sollte weiter entwickelt werden, um uns unabhängig von Öl zu machen. Allerdings sollt E-Fuel ausschließlich mit Überschüssen aus erneuerbarer Energie hergestellt werden und nur dort eingesetzt werden, wo der Stand der Technik es absehbar noch für einen längeren Zeitraum zwingend erforderlich macht. PKW, SUV, Kleinbusse, HDK usw. gehören z.B. m.M. nach dann nicht mehr dazu – so traurig das für uns auch sein mag.
Auf lange Sicht wird E-Fuel m.E. ein Nischenprodukt und für die Mobilität der breiten Masse eher eine Sackgasse. Mit fallenden Kosten für Brennstoffzellen wird m.E. die Zukunft den reinen E-Hybriden mit Brennstoffzellen/Batterie Energiequelle gehören.

Je nachdem wie krass sich die Batterietechnik weiterentwickelt, könnte ich mir einen Hybriden aus e-Fuel und Batterie vorstellen, aber da e-Fuel noch so weit am Anfang ist, habe die BEVs bestimmt schon eine so hohe Reichweite, dass auch e-Fuels den Aufwand nicht lohnen.

 

[rapidicus]

Kunstdiesel getestet

in einem unserer prüfstände steht auch ein faß synthetisches diesel.
vom dran schnuppern fällt auf, das es garnicht nach diesel riecht.
ich werde herausfinden, was das genau ist....und wie der motor das verträgt, wurde gestern mit dem aufbauen fertig.

gruß, stefan

 

[hal23562]

in einem unserer prüfstände steht auch ein faß synthetisches diesel.
vom dran schnuppern fällt auf, das es garnicht nach diesel riecht.
ich werde herausfinden, was das genau ist....und wie der motor das verträgt, wurde gestern mit dem aufbauen fertig.
gruß, stefan

Das eint uns Dieselfahrer, diese erdige Aromanote und der starke Abgang unseres Elixiers.
Ernsthaft, bin gespannt, was du berichten kannst.

HAL

 

[odfi]

diese erdige Aromanote und der starke Abgang unseres Elixiers

Also eigentlich geht nichts über den betörenden Duft des 2-Takt-Elixiers... ein richtig müffelndes Mofa ist das einzig Wahre!

 

[rapidicus]

so siehts aus....leider ist man recht allein mit dieser vorliebe.
daher gehts morgen auch auf die kartbahn in liedolsheim....dutzende frisierte Vespas beharken sich im rahmen der ESC https://cdn.germanscooterforum.de/emoticons/default_gsf_inlove.gif

OT off

gruß, stefan

 

[rocco81]

@hal
Ich denke du hast das sehr gut zusammengefasst!

Im PKW wird wohl Batterie Elektrisch werden, H2 eher nur in Nieschen.
In der "Ducato Klasse" vielleicht beides, weil hier spielt das Gewicht eine große Rolle. Stichwort 3,5t Grenze.
Und zu dieser Klasse gehören auch die meisten Camper, wo Langstreckentauglichkeut auf seltene Nutzung trifft.
Der LKW Bereich ist noch weiter gefächert. Z.B. ein Müllwagen der jeden Tag seine Runden durch die Stadt dreht wird am besten Akkubetrieben.
Für Fernverkehr finde ich die Märklin oder Carrera Autobahn ganz spannend. Also Oberleitung oder Stromschienen im Boden. Induktiv Laden während der Fahrt ist wohl noch aufwändiger und mit Verlusten behaftet.

 

[rapidicus]

jetzt nicht wirklich e-fuel....
....aber sowas baue ich in der firma (als angestellter mechaniker- nix ingenieur oder so ):
Wie die Karlsruher Firma Iavf Testsysteme für Wasserstoff-Antriebe entwickelt
das meiste, was man sieht, ist kühlung, die eigentliche brennstoffzelle ist auf dem bild garnicht zu sehen.
läuft inzwischen (einigermaßen...), das nächste projekt soll dann 150kW liefern (jetzt 6kW)

gruß, stefan

 

[hal23562]

... Für Fernverkehr finde ich die Märklin oder Carrera Autobahn ganz spannend. Also Oberleitung oder Stromschienen im Boden. Induktiv Laden während der Fahrt ist wohl noch aufwändiger und mit Verlusten behaftet.

In der Nähe von Lübeck steht ein längeres Stück Oberleitung als Versuchsstrecke an der BAB. Darunter durchfahren weckt bei mir Sensibelchen immer undefinierbare, unangenehme Gefühle und den Eindruck einer Inkarnation technischen Rückschritts. Und im Vergleich zu dem gräßlichen Leitungs- und Mastenlindwurm in der Landschaft ist in meinen Augen jedes Windrad geradezu ein ästhetischer Genuss!
Dann denke ich auch immer an den Riesenaufwand bei Bau und Unterhalt, der da pro Kilometer betrieben wird. Und alles unterhalb LKW, Reisebus usw., und das ist die Masse des Verkehrsaufkommens, partizipiert da noch nicht einmal beim Laden. Ich bin mal gespannt auf die Ergebnisse des Feldversuchs, aber schon ziemlich skeptisch.
Ich weiß nicht, ob es bereits erfolgversprechende Ansätze für induktives Laden von Fahrzeugen mittels in der Fahrbahn verlegter Leiter gibt. Wenn ja, dann wäre ein Vergleich Oberleitung - Induktion schon sinnvoll und erforderlich.
Was ich z.B. für Induktion erkenne: Jedes Fahrzeug mit entsprechender Empfangstechnik könnte partizipieren, Bau- und Unterhaltskosten könnten deutlich geringer sein und die Ausfallsicherheit wäre vermutlich größer, da geschützt im Boden unter der Fahrbahndecke.
Schaun mer also mal ...

HAL

 

[hal23562]

... Je nachdem wie krass sich die Batterietechnik weiterentwickelt, ...

Die große Unbekannte! Wenn man den diversen Verlautbarungen aus der Forschung glauben darf wird die Energiedichte auch weiterhin ordentlich steigen. Da ist wohl schon einiges in der Pipeline. Analoges Mooresches Gesetz für Batterietechnik?

... Je nachdem wie krass sich die Batterietechnik weiterentwickelt, könnte ich mir einen Hybriden aus e-Fuel und Batterie vorstellen, aber da e-Fuel noch so weit am Anfang ist, habe die BEVs bestimmt schon eine so hohe Reichweite, dass auch e-Fuels den Aufwand nicht lohnen.

Ja, könnte schon so kommen. Durchaus wahrscheinlich. Für den Übergang könnte ich mir Fahrzeuge vorstellen, die rein elektrisch angetrieben werden und einen recht kleinen E-Fuel Motor haben, der einzig einen Generator zum Laden antreibt. Wer weiß ...

HAL

 

[ManniSpall]

Der Fernverkehr gehört wieder auf die Schiene. LKW sollten nur noch die "letzten Meilen" bedienen. Da sind dann auch Oberleitungen auf BAB obsolet. Dann die Bahn (wieder) attraktiver werden lassen und die Fernbusse abschaffen.

 

[odfi]

Und im Vergleich zu dem gräßlichen Leitungs- und Mastenlindwurm in der Landschaft ist in meinen Augen jedes Windrad geradezu ein ästhetischer Genuss!
Dann denke ich auch immer an den Riesenaufwand bei Bau und Unterhalt, der da pro Kilometer betrieben wird.

Wenn man es damit kombiniert, die Autobahn mit PV zu überdachen, könnte man den Aufwand doppelt nutzen und gleich auch noch die notwendige Energie vor Ort produzieren.

 

[Tim]

Tatsächlich ist das der Ansatz derer, die das Thema sinnvoll betrachten. Bei einem massiven Ausbau von PV (der ja wohl kommen wird), haben wir an sehr vielen Tagen von Vor- bis Nachmittag immense Überschüsse, die von keiner normalen Speichertechnik abgefangen werden können. Ebenso natürlich bei Wind an windreichen Tagen. Da diese Energie dann völlig "umsonst" wäre, würde sich auch jede noch so energieintensive Umwandlung durchaus rechnen.

Mir wird das Theme Verkehrwende immer zu isoliert betrachtet. Alle sollen Batterieautos laden, es werden Ladestationen aufgebaut und alles ist schick. Davon ab, dass es Nutzungsprofile gibt, die so gut nicht zu dieser Idee passen, stellt sich mir eine ganze andere Frage: Woher kommt der Strom? Im Moment produzieren wir vor allem zusätzliche Verbraucher. Auch wenn die Erneuerbaren zugebaut werden, müssen die vorallem die Lücken schließen, die Kern- und Kohlekraftwerke bei der Abschaltung hinterlassen.
Und da die meisten Erneuerbaren weder für die Grundlast noch als Regelenergie taugen, weil sie einfach "Zapperlstrom" sind, brauchen wir Speicher. Und da wird es interessant:
Batterien sind super zur Netzstabilisierung, weil sie extrem schnell sind. Die Kapazität ist aber begrenzt. Pumpspeicher und ähnliche Ansätze können da schon mehr, aber auch das wird nicht reichen. Also welche Optionen haben wir? Die chemische Speicherung bietet sich förmlich an, um saisonalen Überschuss aufzufangen und bei Flaute zu nutzen. Was heute völlig unklar (oder für mich unvorstellbar) ist, sind die Größenordnungen. Brauchen wir das dann in Kraftwerken? reicht es zum Fliegen? Zum Heizen? Für den Verkehr?
Das wird einfach die Zeit zeigen. Ich sehe es daher aber auch bedenklich sich mit dem Batterieauto auf eine Technologie zu versteifen und andere Technologien zu verbieten. Das Batterieauto wird bei den PKW sicher einen hohen Marktanteil bekommen, aber dass es 100% wird, sehe ich Stand heute nicht.

 

[hal23562]

... Und da die meisten Erneuerbaren weder für die Grundlast noch als Regelenergie taugen, weil sie einfach "Zapperlstrom" sind, brauchen wir Speicher. ...

Zu dem Thema habe ich kürzlich eine interessante Doku gesehen. Thema: Nutzung der zunehmenden Flotte von Stromern als dezentralen Speicher.

Das wird derzeit schon mittels sog. bidirektionaler, computergesteuerter Wallboxen erprobt. Über die kann aus dem Netz normal geladen oder, wenn die Erneuerbaren gerade schwächeln, Energie ins Netz eingespeist werden. Beides natürlich tarifneutral. Der Umfang kann eingestellt werden. Der Nutzen für den User: Das soll sich sogar positiv auf die Batteriegesundheit und damit auf deren Lebensdauer auswirken.
Wirtschaftlich interessant wird es, wenn über PV generierte Energie eingespeist wird. Sollten bundesweit vielleicht nur 5 Millionen Stromer bidirektional angebunden sein, stünde eine blitzschnelle Riesenpufferbatterie zur Verfügung.

Ich war übrigens erstaunt, wie lange ein einziger voll geladener Durchschnittsstromer einen Haushalt versorgen kann.
Den Netzbetreibern dürfte dieses Konzept recht egal sein, den Stromerzeugern sicherlich nicht. Die können sich mit keinerlei dezentralen Stromerzeugung durch den ihnen entzogenen privaten Bereich so wirklich anfreunden.

HAL

 

[odfi]

Ich war übrigens erstaunt, wie lange ein einziger voll geladener Durchschnittsstromer einen Haushalt versorgen kann.

Das war ich auch... neulich erst gelesen, dass ein Tesla mit seiner Batterie ein Einfamilienhaus 1 Woche lang betreiben kann... da sieht man auch erstmal wieviel krass energie so ein Auto verbraucht...

 

[Tim]

Ja, der Verbrauch vom Auto ist krass. Deswegen finde ich es ja auch bedenklich, wenn alles auf die Karte BEV gesetzt wird.
Wir würden rund das 4fache von dem an Strom für den Bus brauchen, wie wir im normalen Haushalt verbrauchen. Daher die Frage: Wo soll der Strom herkommen?

Sonst ist das bidirektionale Laden ein bisschen schwierig. Zur allgemeinen Netzstabilisierungn käme das für mich nicht in Frage, weil ich den Akku-Verschleiß tragen müsste. Und zum versorgen des Hauses ist es zwar eine nette Spielerei, aber mehr nicht. PV-Strom habe ich vor allem im Sommer. Da brauche ich das Auto nicht als Speicher. Da tut es ein winziger Speicher im Keller. Im Winter kommt nicht genug PV-Strom fürs Auto. Also würde ich teuer gekauften Strom mit erhöhten Wandlungsverlusten (1x laden + 1x entladen) nutzen. Das macht schlicht keinen Sinn. Das ist eher so ein Thema: Geil was technisch machbar ist, aber an der Lebenswirklichkeit vorbei.

 

[hal23562]

Ja, der Verbrauch vom Auto ist krass. Deswegen finde ich es ja auch bedenklich, wenn alles auf die Karte BEV gesetzt wird. ...

Da ist m.E. was dran.
Ich schau mal in tief die Glaskugel. Der Antrieb fast aller neuen PKW & Co. wird mit großer Wahrscheinlichkeit und Sicherheit ab 2030 rein elektrisch sein. Die Frage ist, woher kommt dafür die Energie?

Erstens Batterie.
Die Entwicklung auf diesem Gebiet ist seit Jahren rasant und möglicherweise stehen schon bald Energiedichten zur Verfügung, die wir heute noch nicht für möglich halten. Aber auch diese Dinger müssen geladen werden und selbst, wenn bald jeder Neubau mit einer PV-Anlagen ausgestattet sein muss, beibt die mögliche enorme Belastung/Überlastung des Netzes im Raum.

Zweitens Wasserstoff.
Heute geht die herrschende Meinung noch davon aus, das Brennstoffzellen für den Individualverkehr nicht infrage kommen. Dabei sind nicht so sehr H² mit seinem Handling das Problem, es sind die derzeit noch ernormen Kosten für die Brennstoffzellen. Aber auch da ist eine ähnliche Entwicklung wie bei den Batterien zu beobachten. Wie sähe das Ganze aus, wenn sich der Preis für eine Brennstoffzelle mit einer neuen Entwicklung nur um den Faktor 10 verändern würde. Statt z.B. 10.000 € nur noch 1.000 €? Dann würden die Karten vollkommen neu gemischt. Utopie scheint mir das nicht und in der Digitaltechnik z.B. sind derartige Entwicklungen Alltag.
Auch bezüglich des H² tut sich ja was. Vor einiger Zeit las ich einen Artikel eines Fraunhofer Instituts. Die hatten H² mit enormer Energiedichte in ein Art relativ unkritisch zu handlnder Paste transformiert, aus der das H² einfach durch Zugabe von Wasser wieder gelöst wird. Energie aus der Tube. Schaun mer mal...
Auch die Verteilung von gasförmigen H² ist prinzipiell über das Gasnetz sicher möglich.

Sollte die Entwicklung weiter so fortschreiten, dürfte der Individualverkehr der Zukunft mit Masse aus Fahrzeugen bestehen, die je nach Bedarf und Verwendung reine Batteriefahrzeuge oder Hybriden mit Brennstoffzellen und leistungsstarken Pufferakkus sind. E-Fuel, denke ich, wird eher ein Nischenprodukt bleiben. Insgesamt haben wir m.E. noch eine rasante Entwicklung vor uns.
Ich vergleiche das gern mit der Digitaltechnik. Ich kann mich noch gut erinnern, wie uns Dummies am Anfang im Fernsehen die Begriffe "Computer" und "Digital" erklärt wurden, wie im "Computer Club" einfachste Computer zusammengelötet wurden, mit denen man dann weitgehend nutzlose Dinge tun konnte. Mit C64 und Atari ST und ersten brauchbaren Programmen kam dann der Durchbruch in die Masse (irgendwie die Teslas der Computergeschichte ) und heute kommunizieren wir per Internet und Smartphones rund um die Uhr und die Welt. Als ich vor meinem Atari saß konnte ich mir diese Entwicktung nicht vorstellen und es ist doch erst so schlappe 35 Jahre her!

HAL

 

[ManniSpall]

E-Fuel aus Pflanzen ist ein Irrweg, alles was mit der Nahrungsmittelproduktion konkurriert ist ein Irrweg. Der Flugverkehruss auf Dauer eingeschränkt werden. Wenn ich das hier mitbekommen hatte am Flughafen Hahn...zum Einkaufen nach London oder ähnlich mit dem Billigflieger...total krank... Billigflüge überhaupt...billig für wen? Nicht für die Natur und damit schon gar nicht für die Menschheit. Nehmt für geschäftliche Besprechungen VR Brillen und virtuelle Chaträume, aber fliegt nicht für ein Treffen quer über den Erdball. Flüge müssen reduziert werden und Heimarbeit wo möglich ausgeweitet.

 

[hal23562]

E-Fuel aus Pflanzen ist ein Irrweg, alles was mit der Nahrungsmittelproduktion konkurriert ist ein Irrweg. ...

Sehe ich auch so. Es hat schon fast etwas perverses, riesige Mengen Mais anzubauen um ihn zu "Biosprit" zu verwursten während ein erheblicher Teil der Weltbevölkerung hungert.
Doch dann sollte man auch davon abkommen, für Nahrungsmittelerzeugung geeignete Flächen mit Solarfarmen zuzupflastern.

HAL