Alternative Kraftstoffe

Was sind alternative Kraftstoffe und welche Chancen und Herausforderungen bergen sie? Wie können Sie Kraftstoff sparen? Lassen sich fossile Kraftstoffe wie Diesel und Benzin einfach durch alternative Kraftstoffe ersetzen? Wir stellen alternative Kraftstoffe, Vor- und Nachteile sowie Biokraftstoffe vor und wagen einen Ausblick in die Mobilität der Zukunft.

Alternative Kraftstoffe Definition: Was sind alternative Kraftstoffe?

Während herkömmliche Kraftstoffe vor allem aus Erdöl gewonnen werden, zeichnen sich sogenannte alternative Kraftstoffe dadurch aus, dass sie entweder künstlich oder biogen hergestellt werden.

Alternative Kraftstoffe biogener Herkunft gewinnt man aus Pflanzen und Pflanzenresten, Bioabfällen, Altspeiseölen und Gülle. Auch nachwachsende Rohstoffe wie Raps, Gerste, Mais, Zuckerrohr sowie Palm- und Sojaöl lassen sich für alternative Kraftstoffe und ihre Herstellung nutzen. Meist handelt es sich bei dem Endprodukt um Bioethanol bzw. Biodiesel.

Zu den Ölpflanzen, die für alternative Kraftstoffe genutzt werden können, gehört bisher vor allem Palmöl. Ein anderer biogen hergestellter Kraftstoff ist Biogas, welches das fossile Erdgas in Erdgasanwendungen ersetzt.^[1]

Alternative Kraftstoffe Beispiele: Was gibt es für alternative Kraftstoffe?

Alternative Kraftstoffe sind unter anderem die bereits erwähnten biologisch abbaubaren Biokraftstoffe. Diese alternativen Kraftstoffe nehmen schon heute 4,4 Prozent am Kraftstoffverbrauch des EU-Verkehrssektors ein und spielen damit eine wichtige Rolle für die Reduzierung der gesamten CO₂-Emissionen.^[2]

Andere alternative Kraftstoffe für Fahrzeuge sind neben Strom auch Wasserstoff und das weniger bekannte Ammoniak. E-Fahrzeuge stoßen keine Schadstoffe aus und beziehen Strom aus verschiedenen Quellen, darunter mit fossilen Brennstoffen arbeitenden Kraftwerken oder erneuerbaren Energiequellen.

Wasserstoff ist ein weiterer alternativer Kraftstoff und wird aus Wasser oder organischen Verbindungen gewonnen. Vor allem in Deutschland steckt die Wasserstoff-Technologie noch in den Kinderschuhen. Die Energieeffizienz und die Umweltauswirkungen von Wasserstoff hängen von seiner Erzeugungsart ab, also davon, ob er aus erneuerbaren Quellen wie Sonne, Wind oder Biogas stammt oder mit Hilfe fossiler Brennstoffe hergestellt wird.

Als Treibstoff ist Ammoniak zwar weniger bekannt als Strom und Wasserstoff. Sein Vorteil ist aber, dass er die CO₂-Emissionen deutlich verringern kann, weil die einzigen Nebenprodukte bei seiner Verwendung Wasser und Stickstoff sind.

Andere alternative Kraftstoffe für Verbrennungs­motoren, die einen Beitrag zur Verringerung der Emissionen und dem Ausbau eines emissionsfreien Verkehrs leisten könnten, sind die folgenden:^[2]

• Flüssiggas (Power-to-Liquid): Flüssiggas, kurz PtL, stellt man aus Erdöl und Erdgas her. Zukünftig soll auch Biomasse dafür zum Einsatz kommen. Im Vergleich zu Kohle emittiert Flüssiggas 35 Prozent weniger CO₂ und produziert dabei nahezu keine gefährlichen Feinstaubpartikel.^[2]
• Komprimiertes Erdgas (Power-to-Gas): PtG-Kraftstoffe lassen sich durch die Komprimierung von Erdgas, genauer Methan, gewinnen.^[2]

Alternative Kraftstoffe: Was ist der Kraftstoff der Zukunft?

Oftmals wird (emissionsfrei erzeugter) Wasserstoff als Kraftstoff der Zukunft bezeichnet. Er wird aus Wasser oder organischen Verbindungen gewonnen. Die Umweltauswirkungen und die Energieeffizienz von Wasserstoff hängen davon ab, wie er erzeugt wird, das heißt, ob er mit Hilfe fossiler Brennstoffe hergestellt wird oder ob er aus erneuerbaren Quellen (Sonne, Wind, Biogas) stammt.^[3]

Auch dass Wasserstoff das am häufigsten vorkommende Element im Universum ist, spricht für seine Eignung als Ressource der Zukunft. Wasserstoff wird niemals ausgehen und gilt daher als Schlüssel für die Energiewende. Zur Energieumwandlung werden das im Wasserstoff enthaltene Wasser und Gas gespalten und in Strom verwandelt. Das dabei entstehende einzige Nebenprodukt ist Wasser und Abwärme. Wenn für die Energiegewinnung außerdem Strom aus erneuerbaren Energien genutzt wird, ist auch der Herstellungsprozess als nachhaltig und klimaschonend einzustufen.^[4]

Was sind künstliche Kraftstoffe?

Künstliche oder synthetische Kraftstoffe werden chemisch hergestellt bzw. synthetisiert. Sie stammen aus ganz unterschiedlichen Quellen (Kohle, Erdgas, Biomasse oder Industrieabgasen) und benötigen für die Herstellung ein großes Maß an Energie. Neben den bereits genannten gibt es strombasierte alternative Kraftstoffe (RFNBO – Renewable Fuels of Non Biological Origin). Diese erzeugt man mit Hilfe von erneuerbarem Strom aus Wasser und CO₂.^[1]

Wie nachhaltig sind alternative Kraftstoffe?

Ob alternative Kraftstoffe eine gute Energieeffizienz und Umweltbilanz aufweisen, hängt davon ab, ob sie emissionsfrei hergestellt werden. Doch auch komplett bzw. nahezu emissionsfrei hergestellte alternative Kraftstoffe reduzieren zwar die Treibhausgasemissionen, eine hundertprozentige CO₂-Neutralität lässt sich aber auch durch alternative Kraftstoffe nie erreichen.

Um alternative Kraftstoffe und ihre CO₂-Bilanz einschätzen zu können, muss man stets ihre gesamten Lebenszyklen betrachten. Eine Rolle spielt unter anderem, wie die für alternative Kraftstoffe benötigten Ausgangsmaterialien angebaut und geerntet werden, sowie die Herstellung, die Verarbeitung und der Transport der verwendeten Ausgangsmaterialien.^[3]

Lohnen sich alternative Kraftstoffe für Unternehmen?

Die üblicherweise genutzten fossilen Energieträger stammen aus Brennstoffen wie Kohle, Erdöl oder Erdgas. Es handelt sich also um nur begrenzt zur Verfügung stehende Ressourcen. Umweltfreundlicher und nachhaltiger sind alternative Kraftstoffe aus nachwachsenden Ressourcen oder Abfallprodukten.

Wie lohnenswert alternative Kraftstoffe für Unternehmen sind, hängt aber nicht nur von ihrer Umweltfreundlichkeit ab. Eine wichtige Rolle spielen der Wirkungsgrad und damit die Effizienz der jeweiligen Antriebe. Wie viel der zugeführten Energie kann ein Motor wirklich verwerten?

Tatsächlich haben E-Fuels – also synthetisch hergestellte alternative Kraftstoffe – einen vergleichsweise geringen Wirkungsgrad von knapp 15 Prozent. Das liegt daran, dass der Umwandlungsprozess bereits viel Energie kostet. Dahingegen kommen E-Autos auf einen Wirkungsgrad von etwa 80 Prozent und Benzinmotoren auf etwa 20 Prozent.^[5]

Der alternative Kraftstoff Wasserstoff und damit die Wasserstoff-Brennstoff­zelle haben einen ebenfalls sehr hohen Wirkungsgrad von rund 50 Prozent und liegen damit besser als konventionelle Verbrennungs­motoren. Ähnliche Zahlen gibt es für Brennstoff­zellen, die nicht notwendigerweise den Betriebsstoff Wasserstoff benötigen. Die Direktmethanol-Brennstoff­zelle wird mit Methanol betrieben und hat einen Wirkungsgrad von durchschnittlich 40 Prozent.^[5]

Zudem spielt für Unternehmen natürlich auch der Preis für alternative Kraftstoffe eine zentrale Rolle. Immer noch sind die Literpreise für alternative Kraftstoffe (synthetische Kraftstoffe, Biokraftstoffe und Wasserstoff) sehr hoch, was sie für den großflächigen Einsatz eher unattraktiv macht. Die hohen Preise für alternative Kraftstoffe sind darauf zurückzuführen, dass die Herstellung der Kraftstoffe sehr teuer ist. Der Grund: Für die Herstellung müssen aufwändige Produktionsanlagen gebaut und fortschrittliche Technologien ausgebaut werden.^[5]

Fazit

Alternative Kraftstoffe sind Kraftstoffe, die fossile Kraftstoffe im Verkehr ersetzen und zur Dekarbonisierung des Mobilitätssektors beitragen können. Alternative Kraftstoffe umfassen neben Biokraftstoffen auch synthetisch hergestellte Kraftstoffe. Gerade Wasserstoffantriebe und die Brennstoff­zelle versprechen sowohl für die private als auch für die industrielle Mobilität vielversprechende Einsatzmöglichkeiten.