Zukunftsforschung in Vaihingen Ziehen die Autos ihre Kraft aus der Luft?

Von Götz Schultheiss 

Das Zentrum für Sonnenergie und Wasserstoff-Forschung kümmert sich um regenerative Energien. Nun hat es ein Verfahren weiterentwickelt, mit dem Kraftstoff aus der Luft gewonnen wird.

Ulrich Zuberbühler am Desorber seiner CO2-Anlage. Dort wird das in einer Amin-Lösung gebundene CO2 der Luft erhitzt und konzentriert freigesetzt. Foto: Götz Schultheiss
Ulrich Zuberbühler am Desorber seiner CO2-Anlage. Dort wird das in einer Amin-Lösung gebundene CO2 der Luft erhitzt und konzentriert freigesetzt. Foto: Götz Schultheiss

Vaihingen - Wälder sterben ab und Gletscher schmelzen: Der Klimawandel geht wohl schneller voran als vorhergesehen. Wer Menschen sucht, die etwas dagegen tun, wird unter anderem im Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung fündig. Weil vor allem Flugzeuge und Schiffe noch eine Weile Treibstoff aus Kohlenwasserstoffen brauchen, gewinnt man dort den Rohstoff CO2 aus der Luft, und zwar günstiger als dies bisher der Fall war.

„Wir machen das alles nicht aus Spaß oder weil wir die Menge an CO2 in der Luft verringern wollen. Wer letzteres will, der darf kein CO2 mehr ausstoßen“, sagt Ulrich Zuberbühler. Der promovierte Ingenieur ist stellvertretender Leiter des Fachbereichs Regenerative Energieträger und Verfahren an der Vaihinger Forschungseinrichtung. „Nach den Ölkrisen vor mehr als 30 Jahren hat man sich überlegt, wie man fossile Kraftstoffe durch erneuerbare ersetzten kann“, sagt der Experte.

Um Methanol zu produzieren, habe man damals über CO2 aus der Luft und Wasserstoff aus Elektrolyse mit erneuerbarem Strom nachgedacht. Man habe deshalb in Norwegen produzieren wollen, weil es dort genügend Wasserkraftwerke und somit günstigen erneuerbaren Strom gab. Zwar habe es einen VW-Jetta, der mit Methanol gefahren sei, gegeben, aber dieser Kraftstoff habe sich nicht durchgesetzt. „Weil man dann lange nichts gemacht hat, fällt uns das Thema heute auf die Füße“, sagt Ulrich Zuberbühler.

Erdgasnetz als Speicher für grünes Methan

In den Jahren 2008 und 2009 habe man über Energiespeicher nachgedacht. Es habe damals schon viel Strom aus erneuerbaren Quellen wie Fotovoltaik und Windkraft, gegeben, aber weil die Sonne nachts nicht scheine und der Wind nicht immer wehe, brauche man saisonale Speicher. „Wir haben dafür das Erdgasnetz vorgeschlagen, denn dort passt viel Energie rein. Erdgas ist chemisch betrachtet Methan“, sagt Zuberbühler.

Der erste Schritt zum Methan sei die Wasser-Elektrolyse, mit der man Wasserstoff und Sauerstoff gewinnt. „Als man versuchte, den Wasserstoff direkt in das Erdgasnetz einzuspeisen, gab es Schwierigkeiten, denn nicht alle Verbraucher waren an Wasserstoff interessiert. Also musste man Methan herstellen, das man unbegrenzt einspeisen kann. Wenn man aus Wasserstoff und CO2 Methan machen will, braucht man eine CO2–Quelle“, sagt er. Deshalb habe man im Institut „den einstigen Herstellungsprozess re-designt.“ Früher habe dieser Prozess für die CO2-Gewinnung aus der Luft viel Strom verbraucht, und dies habe den Gesamtwirkungsgrad der Methanproduktion kaputt gemacht: „Wir nehmen jetzt Abwärme aus anderen Prozessen, um einen Teil des Stroms zu ersetzen.“

In der Versuchsanlage des Instituts gewinnen Zuberbühler und seine Mitarbeiter das CO2. Dabei holen Aminverbindeungen das CO2 aus der Luft, die durch den Wäscher mit der Lösung geblasen wird. Im Desorber wird die Lösung erhitzt und das CO2 wird dann in konzentrierter Form freigesetzt.

„Um einen Kubikmeter CO2 zu machen, brauchen wir rund 3500 Kubikmeter Luft und etwa 250 Liter Aminlösung, die nicht verbraucht wird.“, sagt Ulrich Zuberbühler. Zwei bis drei Jahre lang werde es seiner Einschätzung nach noch dauern, bis die erste Großanlage für synthetische Kraftstoffe in Betrieb gehen könne.

Der neue Sprit lohnt sich, wenn der Strom zur Gewinnung günstig ist

Die Aussage über zukünftige Kraftstoffkosten, sagt Ulrich Zuberbühler, ist schwierig, weil vieles davon abhängt, wie die Politik die Preise mitgestaltet. Wenn man in großem Stil E-Fuels produziert und dafür genügend erneuerbarer Strom mit zwei bis fünf Cent je Kilowattstunde zur Verfügung steht, kommt man auf Produktionskosten im Bereich heutiger Endkundenpreise.

So weit, so gut. Allerdings ist auch klar, dass der Einsatz von E-Fuel nicht viel verbessert. Durch seinen Einsatz wird lediglich der Status quo fortgeschrieben. Im Gegensatz zur Verbrennung von Erdölprodukten wird durch E-Fuels zwar kein zusätzliches CO2 freigesetzt, weil das CO2 zuvor aus der Luft entnommen wurde. Die anderen negativen Auswirkungen des heutigen Verkehrs, sagt der Experte, werden durch E-Fuels nur unwesentlich beeinflusst.

„Trotzdem wäre es ein Fortschritt, wenn jetzt kein zusätzliches CO2 mehr freigesetzt werden würde“, stellt Ulrich Zuberbühler fest. Er sagt aber auch deutlich: „Man braucht diese Treibstoffe für eine gewisse Übergangszeit, so lange die Umstellung auf Elektromobilität dauert, aber langfristig sind sie nicht der richtige Weg.“

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