Die Idee klingt einfach: Erhitzung von Wassers auf mehr als 800 Grad, der Dampf wird per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten. Dann läßt man den Wasserstoff in Synthesereaktoren bei hohem Druck und hoher Temperatur – dazu wird die Abwärme der Hochtemperatur-Elektrolyse genutzt – mit CO2 reagieren, welches aus der Luft extrahiert wird. Man erhält eine aus langkettigen Kohlenwasserstoffverbindungen bestehende Flüssigkeit, die dann ähnlich wie Rohöl in einem Raffinerieprozess zu Dieselkraftstoff verarbeitet wird. Der Technischer Aufwand und Energieeinsatz sind allerdings recht hoch, der Wirkungsgrad des gesamten Prozesses kann 70 % erreichen, liegt aber auf jeden Fall deutlich unter dem Wirkungsgrad der reinen Elektrolyse zu H2-Gewinnung, welcher hier nur Schritt 1 darstellt.
Das Problem ist aber weder der hohe Aufwand noch die Verlust dieser Art, Diesel zu erzeugen, nein – das Dumme ist, das man wieder nur Diesel hat, welcher in Verbrennungskraftmaschinen hohe Verluste von bis zu 75% erzeugt.
Nutz man den Wasserstoff direkt in Brennstoffzellenfahrzeugen, hat man insgesamt gesehen 40-50% Verluste*. Die Verluste bei der Nutzung von synthetischen Treibstoffen summieren sich dagegen auf bis zu fast 80%**. Im Ergebnis müsste man also doppelt soviele Windkraftanlagen errichten, um dieselbe Fahrleistung zu erreichen.
Nein, der Pfad über synthetische Treibstoffe ist nur geeignet, das Leben der Verbrennungsmotoren ein wenig zu verlängern und steht damit dem Ziel der Energiewende, einer hoch effzienten erneuerbareren Energiewirtschaft, im Wege. Im Strassenverkehr sind synthetische Treibstoffe kein sinnvolle Lösung.
Fraglich bleibt nur, wie schnell ausreichend günstige Brennstoffzellen verfügbar sind, mit denen auch Flugzeuge oder Schiffe abgetrieben werden können. Für Schiffe scheint es aber günstiger zu sein, Ammoniak einzusetzen, welches leichter aus grünem Wasserstoff zu gewinnen ist als Methan.
Es bleibt also der Langstrecken-Flugverkehr als Einsatzgebiet für synthetische Treibstoffe, sofern 100% grün hergestellt. Eine Beimischung von „Power-to-Liquid-Kerosin“ zu gewöhnlichem Kerosin sollte nicht stattfinden, denn diese „Angrünen“ fossiler Brennstoffe führt schnell zu dem Effekt, dass Menschen glauben, der Treibstoff sei nun „grün“ und dementsprechend mehr fliegen als erforderlich – mit entsprechend höherem Verbrauch und also CO2-Ausstoß als ohne ein „Angrünen“ des Treibstoffes.
Aber auch im Flugverkehr sind bereits interessante Entwicklungen Richtung Brennstoffzelle zu sehen (Airbus, Elring Klinger).
Betrachten wir noch eine andere Möglichkeit – CH3OH – Methanol. Auch dieses lässt sich aus erneuerbarem Strom, Wasser und Kohlendioxid herstellen und nennt sich dann e-Methanol. Es kann in Methanol-Brennstoffzellen mit 45% Wirkungsgrad in Strom gewandelt werden – also deutlich mehr Verluste, als eine H2-Brennstoffzelle. Als grosser Vorteil von e-Methanol wird oft auf die bessere Transportierbarkeit gegenüber Wasserstoff hingewiesen – das stimmt aber nur für den Transport per Schiff, Kesselwagen oder Tankwagen. Der Transport von Wasserstoff durch Rohrleitungen ist dagegen deutlich günstiger. Sofern also kein Transport über die Meere erforderlich ist, ergibt es wenig Sinn e-Methanol zu nutzen: es ist teurer in der Herstellung und lässt sich nur mit geringerem Wirkungsgrad nutzen, als Wasserstoff. Aber auch ein Transport von e-Methanol per Schiff ist gegenüber Ammoniak deutlich im Nachteil – dies beginnt bei der Herstellung, denn man braucht CO2 statt des viel besser und billiger verfügbaren Stickstoffes (es sei denn man setzt darauf, dass CO2 weiterhin irgendwo „abfällt“, aber darauf sollte man nicht wetten) und endet dann wieder beim schlechteren Wirkungsgrad der energetischen Nutzung.
Bleibt letztlich nur die stoffliche Nutzung von kohlenstoffbasierten grünen Energieträgern – aber warum sollte man so teuere Rohstoffe für etwas einsetzen, was sowieso nicht in die Luft gelangen darf? Denn die Verbrennung von Kunststoffen ist keine Zukunftsoption. Für Kunststoffe scheint es nur zwei Wege zu geben: im besten Fall gelingt es, auf verrottende Kunststoffe umzusteigen, welche aus Biomasse gewonnen werden. Alternativ könnte man sie weiterhin noch jahrhunderlang aus Erdöl herstellen und sicherstellen, dass die Produkte nie verbrannt werden – also recycelt oder endgelagert. Aber in beiden Fällen ist kein wirtschaftlich sinnvoller Einsatz für aus erneuerbarer Energie hergestellte synthetische Rohstoffe ersichtlich.
*80% Wirkungsgrad Elektrolyse, wobei die Hälfte der Abwärme im Winter nutzbar ist, also gehen 10% verloren. 10% gehen für Kompression und Transport verloren. Die Brennstoffzelle hat 60% Wirkungsgrad, wobei von den 40% Abwärme ein Viertel für die Fahrzeugheizung nutzbar ist. Der Gesamtwirkungsgrad ergibt sich dann zu 90%x90%x70%=57%.
**max. 70% Wirkungsgrad bei der Herstellung und 30-40% im Fahrzeug ergibt 70%x(30…40%)=21…28% Gesamtwirkungsgrad.