E-Fuels sind nicht klimaneutral!

FDP, Lobbyorganisationen und Teile der Automobilindustrie setzen sich zur Zeit mit der irrigen Aussage durch, E-Fuels seien klimaneutral. E-Fuels dürfte daher ein möglicher Marktzutritt in der Zukunft nicht verwehrt werden. Kaum jemand stellt diese Aussage, die weitreichende Folgen für den Fortschritt der CO2-Reduktion haben könnte, in Frage.

So gab der BDI im Februar 2023 ein Papier mit dem Titel „E-Fuels: CO2-neutrale Kraftstoffe der Zukunft“ heraus. Gleich der erste Satz lautet: „Das Auto von morgen fährt klimaneutral.“

Die Lobbyorganisation „E-Fuel-Alliance“ stellt sich auf ihrer Website als „Eine starke Allianz für klimaneutrale Kraftstoffe gegen den Klimawandel“ vor. https://www.efuel-alliance.eu/de/

Auch öffentlich-rechtliche Medien sowie Politiker*innen aller Parteien haben die Aussage, E-Fuels seien klimaneutral, ungeprüft übernommen.

Was ist dran an dieser scheinbaren Gewissheit?

E-Fuels sind Kohlenwasserstoffe, wie auch Methan (Erdgas), Benzin, Diesel und Kerosin¹. Das Argument der E-Fuels-Lobby ist, E-Fuels können aus CO2 und Wasser mit Hilfe erneuerbarer Energie hergestellt werden und werden dann im Motor oder in der Heizung wieder zu CO2 verbrannt: CO2 → E-Fuel → CO2. Daher seien E-Fuels CO2-neutrale, klimaneutrale Kraftstoffe.

Aber schauen wir näher hin

Um die CO2-Bilanz von Stoffen zu ermitteln, also ihre Klimawirksamkeit zu beurteilen, muss die gesamte Produktionskette vom Rohstoff, der der Natur entnommen wird, bis zum Abfallstoff, der wieder in die Natur abgegeben wird, betrachtet werden. Nur wenn am Anfang der Produktionskette genauso viel CO2 der Atmosphäre entnommen wird wie am Ende der Produktionskette wieder in die Atmosphäre abgegeben wird, herrscht CO2-Neutralität.

Dabei ist es gleichgültig, aus wie vielen Schritten die Produktionskette besteht und erst recht, wie viele verschiedene Unternehmen daran beteiligt sind. Einzelne Unternehmen / Produktionsschritte können durchaus CO2-neutral sein. Für das Klima aber ist die Frage: Wird durch die gesamte Produktionskette der CO2-Gehalt der Atmosphäre erhöht oder nicht?

Es fällt auf, dass in etlichen Formulierungen, die derzeit in der politischen Debatte um E-Fuels kursieren, CO2 gar nicht vorkommt, obwohl CO2 für die Klimawirksamkeit entscheidend ist. So heißt es auf der Website des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Forschungsprojekt KEROSyN100:

„Ein aussichtsreicher Weg zur Abkehr von fossilen Kraftstoffen und Einsparung von Treibhausgasemissionen ist synthetisches Kerosin auf Basis von Strom aus erneuerbaren Energiequellen.“

Wurde in dem Forschungsprojekt die Methode gefunden, Energie in Stoff umzuwandeln, Strom in Kerosin? Frei nach Albert Einstein? - Mit solchen Formulierungen wird Verwirrung gestiftet und es werden Informationen über die stoffliche Seite der Produktion vorenthalten.

E-Fuels werden aus CO2 und Wasser (bzw. daraus gewonnenem Wasserstoff) hergestellt. Energie ist für den Prozess zusätzlich erforderlich, und zwar große Mengen an Energie, was in der politischen Diskussion immer wieder thematisiert wird, aber nichts über die CO2-Bilanz der stofflichen Seite der Produktion aussagt.

Ein anschauliches Beispiel: Wird aus Gemüsezutaten ein Auflauf hergestellt, wird dafür Energie benötigt, aber der Auflauf wird nicht „aus Energie“ hergestellt, sondern aus Gemüse. Für den stofflichen Gehalt des Auflaufs, ob er satt macht oder gesund ist, kommt es auf die Gemüsezutaten an. Unabhängig davon sollte die für den Herd verwendete Energie aus erneuerbaren Quellen stammen.

Wie ist die CO2-Bilanz der Herstellung der E-Fuels?

Betrachten wir es zunächst rein technisch-naturwissenschaftlich, also unter Ausklammerung ökonomischer Einflussfaktoren. Diese kommen im zweiten Schritt dazu.

Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten:

Erstens:

Das CO2 zur Produktion der E-Fuels kann der Atmosphäre entnommen werden. Die Technologie nennt sich DAC (direct air capture). Auf diese Art hergestellte E-Fuels wären in der Tat CO2-neutral, denn bei ihrer Verbrennung wird nur genauso viel CO2 in die Atmosphäre abgegeben wie der Atmosphäre zuvor entnommen wurde:

Die Produktionskette ist dann also: CO2 aus der Atmosphäre → E-Fuel → CO2 in die Atmosphäre

Zweite Möglichkeit:

Für die Produktion der E-Fuels wird CO2 genutzt, das in industriellen Prozessen entsteht. Die Industrie nennt das manchmal „Recycling-CO2“ oder „CO2 aus Punktquellen“.

Welche industriellen Prozesse können das etwa sein?

• Die Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Erdgas (LNG), Kohle oder Öl zur Erzeugung von Wärme in vielen verschiedenen Industriezweigen wie Stahl², Chemie, Papier, Baustoffe oder etwa in Kraftwerken:

  fossiler Brennstoff → CO2

• Das Kalkbrennen bei der Zementherstellung in der Baustoffindustrie:

  Kalk → CO2

Dann sind die Produktionsketten:

• fossiler Brennstoff → CO2 → E-Fuel → CO2

  In der Summe wird also fossiler Brennstoff zu CO2 verbrannt!

  Bzw.:

• Kalk → CO2 → E-Fuel → CO2

  In der Summe wird also aus dem mineralischen Rohstoff Kalk CO2 in die Atmosphäre freigesetzt!

Es wird deutlich: Entscheidend für die CO2-Bilanz und damit die Klimawirksamkeit von E-Fuels ist die Herkunft des CO2, das zu ihrer Produktion verwendet wird.

Wird zur Herstellung der E-Fuels atmosphärisches CO2 (DAC-CO2) genutzt, so sind E-Fuels CO2-neutral, vorausgesetzt, dass die Energie für den Herstellungsprozess aus erneuerbaren Quellen stammt.

Wird dagegen CO2 genutzt, das bei industriellen Prozessen anfällt, dann sind E-Fuels keinesfalls CO2-neutral, sondern es wird in der Summe CO2 aus zuvor in der Erdrinde gespeicherten Stoffen (Erdgas, Öl, Kohle, Kalk) in die Atmosphäre freigesetzt. Genau diese Freisetzung von CO2 aber muss beendet werden, um den CO2-Gehalt der Atmosphäre und damit die Temperatur der Biosphäre nicht weiter zu erhöhen und die Klimakatastrophe abzuwenden.

Eine pauschale politische Entscheidung zu Gunsten von E-Fuels, unabhängig von der Herkunft des zu ihrer Produktion verwendeten CO2, widerspricht daher den Klimaschutzzielen. Nur mit CO2, das direkt aus der Atmosphäre gewonnen wird, können E-Fuels CO2-neutral sein!

E-Fuels aus atmosphärischem CO2 (DAC-CO2)?

U.a. da der CO2-Gehalt der Atmosphäre sehr gering ist, ist es sehr energieaufwändig, CO2 direkt aus der Atmosphäre zu gewinnen (Direct Air Capture, DAC). Es gibt eine Anlage in Island, die die dort im Überfluss vorhandene geothermische Energie nutzt. Auch Nordafrika oder andere sonnen- und / oder windreiche Regionen kämen in Frage. Das Fraunhofer-Institut hat eine Weltkarte mit derartigen Standorten veröffentlicht. Sie enthält keinen einzigen Standort in Westeuropa. https://maps.iee.fraunhofer.de/ptx-atlas/ (aufgerufen am 25.3.2023)

Das heißt, es gibt zwei Möglichkeiten:

Entweder müssten E-Fuels in diesen energiereichen Regionen der Erde hergestellt werden und dann nach Europa importiert werden. Das wird tatsächlich diskutiert. Der Plan der E-Fuel-Lobby ist aber ein anderer, s.u..

Oder das CO2 müsste in den energiereichen Regionen aus der Atmosphäre gewonnen werden, ebenso wie der Wasserstoff. Beide Stoffe müssten dann zur E-Fuel-Produktion nach Europa transportiert werden. Während der Import von Wasserstoff nach Europa im Aufbau ist, ist von CO2-Import nach Europa in der aktuellen Diskussion nicht die Rede.

Was will die E-Fuel-Lobby?

Die Lobby-Organisation „E-Fuel-Alliance“ schreibt in ihrem Forderungskatalog:

„Ganzheitliche Entwicklung einer Wirtschaft für Wasserstoff-Folgeprodukte in Europa.
Durch die Produktion und die Anwendung wasserstoffbasierter Produkte wie eFuels kann Europa global eine technologische Vorreiterrolle einnehmen und somit auch die Wettbewerbsfähigkeit des Industriestandortes Europa sichern. Dafür benötigt es passende Rahmen- und Nutzungsbedingungen. Es ist Aufgabe der Europäischen Union, ein ganzheitliches Vorgehen beim Aufbau der notwendigen Produktionsanforderungen und bei der regulatorischen Anerkennung, etwa von eFuels, zu garantieren.“

https://www.efuel-alliance.eu/de/forderungen (aufgerufen am 26.3.2023)

Das heißt, die Lobbyisten fordern die Produktion von E-Fuels in Europa. Auffällig ist, dass von dem für die Produktion notwendigen CO2 gar nicht die Rede ist, auch nicht von einem Import von CO2. Das legt den Schluss nahe, dass hier die Verwendung von CO2 aus industriellen Quellen vorausgesetzt ist.

Die Antwort gibt der Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI):

„Der verwendete Kohlenstoffdioxid kann entweder aus der Umwelt entnommen oder mittels der Carbon Capture Utilization and Storage-Technologie gespeichert werden, bei der das CO2 aus Verbrennungsabgasen verwendet wird.“

Für das Verständnis dieses Passus´ können die an dieser Stelle wenig sinnvollen Wortungetüme getrost überlesen werden – es geht explizit um CO2 aus Verbrennungsabgasen. Dessen Verwendung wird als gleichwertig zur Verwendung von atmosphärischem CO2 dargestellt, obwohl gerade hierin der Unterschied in der CO2-Bilanz liegt.

Ökonomisch, d.h. aus Sicht der Unternehmen, ist das plausibel:

DAC-CO2 ist sehr energieaufwändig und daher teuer.

CO2, das als Abgas bei industriellen Prozessen anfällt, ist dagegen nicht nur ein billiger Ausgangsstoff für die E-Fuel-Hersteller, es bietet auch den fossilen Industrien die Möglichkeit, ihr Abgas-CO2 zu vermarkten, damit ihre Wertschöpfungsketten zu erweitern und sich überdies als CO2-neutral aufzustellen.

Unternehmen werden das Abgas-CO2 dem DAC-CO2 betriebswirtschaftlich also immer vorziehen.

Wie ist das Stand der E-Fuel-Produktion in Europa?

Es gibt Anlagen im Erprobungs- und Entwicklungsstadium und auch einige Unternehmen, die bereits kleine Mengen herstellen. Schauen wir sie im einzelnen an:

Norsk E-Fuel

Die Anlage der norwegischen Firma ist im Bau und soll Ende 2024 fertiggestellt sein. Bis 2029 soll ihre Kapazität auf 100 Millionen Liter pro Jahr gesteigert werden.

Vollständig mit DAC-CO2 zu produzieren, bezeichnet das Unternehmen als eines seiner ambitionierten Ziele. Bis auf weiteres setzt man Abgas-CO2 aus Industrieanlagen ein. Nebenbei gesagt plant das Unternehmen nicht, vollständig mit erneuerbarer Energie zu arbeiten, sondern verwendet auch Energie aus der Abfallverbrennung.

https://www.norsk-e-fuel.com/technology (aufgerufen am 27.3.23)

Synkero

Das Amsterdamer Unternehmen Synkero plant die Produktionsaufnahme 2027. Es plant mit CO2 aus Industrie- oder Abfallverbrennungsanlagen, DAC wird als mögliches weiteres Verfahren genannt, ohne jedoch konkreter auf den dafür nötigen Energiebedarf oder Importstrukturen einzugehen.

https://synkero.com/faqs/ (aufgerufen am 27.3.2023)

KEROSyN100

KEROSyN100 ist ein vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des Energieforschungsprogramms finanziertes Forschungsprojekt. Beteiligt sind unter anderem die Universität Bremen und die Raffinerie Heide, die den Flughafen Hamburg-Fuhlsbüttel mit Kerosin versorgt. Man strebt an, bis 2025 5% des Treibstoffbedarfs des Flughafens zu decken. Das CO2 entnimmt man dem Abgas von Industrieanlagen. Von DAC-CO2 ist bei KEROSyN100 gar nicht die Rede.

https://www.kerosyn100.de/ (aufgerufen am 27.3.23)

https://www.br.de/mediathek/video/alternativer-treibstoff-synthetisches-kerosin-aus-wasser-luft-und-sonne-av:5e6ba53d1845a1001a88e44c (aufgerufen am 27.3.23)

sunfire

Auf der Website der Dresdner Firma sunfire heißt es zur Herkunft des CO2:

„CO2-Neutralität: Durch die Nutzung von CO2, welches vorher bei der Kraftstoffverbrennung ausgestoßen wurde, schließt Power-to-Liquid den Kohlenstoffkreislauf“

Man nutzt also CO2 aus Verbrennungsprozessen und versucht das Ganze fälschlicherweise als CO2-neutral hinzu stellen.

https://www.sunfire.de/de/e-fuel

INERATEC

Auch die Firma INERATEC setzt CO2 aus industriellen Prozessen ein:

„Für unsere alternativen Kraftstoffe nutzen wir CO2-Recycling“

„Unsere synthetischen Kraftstoffe werden aus recyceltem CO2 und regenerativer Energie gewonnen.“

https://www.ineratec.de/de/synthetische-kraftstoffe

Atmosfair

„Die Firma Atmosfair, die seit 2021 E-Kerosin produziert, hat einen detaillierten Plan zur Reduktion des Einsatzes von Abgas-CO2 erstellt. Dieser sieht vor, die Verwendung von CO2 etwa aus Stahlwerken, fossilen Kraftwerken, Zementproduktion und Müllverbrennung bis 2030 zurückzufahren. Bei atmosfair herrscht offenbar ein erfreulich seriöser und ehrlicher Umgang mit der Problematik. So heißt es auf der Website:

„Bei Nutzung von CO2 aus fossilen Quellen kann maximal eine Reduktion der Treibhausgasemissionen von 50% erreicht werden, da das CO2 im Vergleich zum rein fossilem Status quo … nun zumindest ‚doppelt‘ verwendet wird. Dabei wird aber weiterhin fossiles CO2 aus der Erde in die Atmosphäre eingebracht ..., was also die Klimaziele verfehlt. Bei DAC oder biogenem CO2 lässt sich dagegen ein kurzfristiger CO2-Kreislauf erreichen, ... da hier das atmosphärische CO2 mittels Pflanzen oder Technologie aus der Atmosphäre entnommen und dann zu E-Kerosin verarbeitet wird. Dies ist das einzige Szenario, in dem kein fossiles CO2 für die Produktion von E-Kerosin zur Anwendung kommt und in die Atmosphäre gelangt. Daher leitet der atmosfair fairfuel Standard seine Kriterien für fairfuel aus diesem Szenario ab“ https://www.atmosfair.de/wp-content/uploads/atmosfair-fairfuel-standard-30092021.pdf (aufgerufen am 28.3.2023

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass die Firmen weit überwiegend angeben, für ihre E-Fuel-Produktion CO2 aus Industrieabgasen einzusetzen. Entgegen der tatsächlichen CO2-Bilanz der Produktionskette bewerben die meisten Firmen – mit Ausnahme von Atmosfair - dies als klimaneutral.

Es ist wichtig, diese Falschaussagen zurückzuweisen!

Lock-In-Effekt fossiler und CO2-freisetzender Produktion

Mit der Weiterverarbeitung ihres Abgas-CO2 erweitern Unternehmen, die fossile Brennstoffe verwenden oder etwa in der Baustoffindustrie Kalkbrennerei betreiben, ihre Wertschöpfungsketten. Sie können ihr Abgas-CO2 vermarkten. Sie selbst stehen als CO2-neutral da und vermeiden entsprechende Kosten.

Investitionen in diese Industrien werden attraktiver, sie verstetigen sich oder steigen sogar. Es ergibt sich also ein Lock-In-Effekt für fossile und andere CO2-freisetzende Industrien. Dies ist eine fatale Entwicklung, denn es ist genau das Gegenteil des Weges in Richtung CO2-Neutralität. CO2-Neutralität würde bedeuten, gerade diese Industrien zu transformieren, CO2-freisetzende Prozesse also zu ersetzen und aufzugeben.

Ein Einstieg in die E-Fuel-Produktion schließt sich im Kapitalverwertungsinteresse folgerichtig an die kürzlich gefällte Entscheidung für den Import von LNG an. Dadurch, dass LNG nun zur Verfügung steht, sind Unternehmen weniger stark genötigt, auf erneuerbare Energien und CO2-freie Prozesse umzustellen. Beispiele sind der Einsatz von Wasserstoff anstelle von Methan in der Stahlproduktion, der Einsatz von Holz anstelle von Zement beim Bau oder solarthermische Energiegewinnung etwa für die Papierherstellung.

Die Vermarktung des Abgas-CO2 der fossilen Industrien für die E-Fuel-Produktion ist nun ein weiterer fataler Schritt entgegen der Defossilisierung. Die Rentabilität fossiler Industrien wird gefestigt, die Freisetzung von CO2 in die Atmosphäre wird verstetigt.

So kommt auch das Umweltbundesamt in seinem Hintergrundpapier zum Einsatz von E-Fuels im Luftverkehr zu dem Ergebnis, dass die CO2-Quellen Stahl-, Zement- und Glasherstellung sowie Verbrennung fossiler Brennstoffe nur vorübergehende Ausnahmen darstellen sollten, dass dem aber der Lock-In-Effekt der erhöhten Rentabilität der fossilen Industrien durch die Vermarktung ihres Abfall-CO2 entgegensteht. Die Autor*innen resumieren: „From today’s perspective, direct capture of CO2 from air (DAC) using renewable energy is the only sustainable CO2 source at scale and long-term availability.“ https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/power-to-liquids (aufgerufen 28.3.2023)

Resume

Die Klimabewegung und alle, die an Entscheidungsprozessen beteiligt sind oder Einfluss nehmen können, müssen aufhören, der Erzählung von der generellen Klimaneutralität der E-Fuels zu folgen.

Es muss endlich berücksichtigt werden, dass nur die E-Fuels CO2-neutral sein können, die aus atmosphärischem CO2 (DAC) hergestellt werden.

Dies liegt jedoch nicht im Interesse der E-Fuel-Lobby.

In gesetzlichen Regelungen, ob auf nationaler oder EU-Ebene, muss – neben anderen Punkten, die bereits diskutiert werden – unbedingt zwischen E-Fuels aus Abgas-CO2 und E-Fuels aus DAC-CO2 unterschieden werden!

E-Fuels aus Abgas-CO2 dürfen keinerlei staatliche Förderung oder Nachlässe bei der CO2-Bepreisung bekommen, denn sie sind nicht klimaneutral, setzen CO2 frei, verfestigen fossile Produktionsstrukturen und befördern damit den Weg in die Klimakatastrophe!

Allenfalls könnte hier der schwache Einwand kommen, dass immerhin das CO2 aus industriellen Prozessen nicht direkt an die Atmosphäre abgegeben wird, sondern noch einmal verwendet wird. Der gesamte CO2-Ausstoß der Industrie würde sich also verringern. Klimaneutralität wird so aber nicht erreicht, und wir wissen, wie schnell Einsparungseffekte durch Wachstum aufgefressen werden.

Margit Englert ist Diplom-Chemikerin und Diplom-Ingenieurin.

Ihr Schwerpunkt war einige Jahre die Analyse von Produktionsketten hinsichtlich toxikologischer und ökologischer Fragen.