Mit riesigen Anlagen wie dieser (Konzeptbild) will Carbon Engineering Kohlendioxid aus der Luft filtern

© AP / ap

Science
03/25/2019

Wie CO2-neutraler Treibstoff entsteht

Kohlenstoffarme Treibstoffe sollen Motoren sauberer machen. Wind- und Solarkraft helfen bei ihrer Herstellung.

von David Kotrba

Die Konzentration von Kohlendioxid (CO2) in der Erdatmosphäre hat in den vergangenen Jahrzehnten rasant zugenommen. Weil das Gas Infrarotstrahlung auf der Erde festhält, die ansonsten in den Weltraum abgestrahlt wird, fördert dies den Treibhauseffekt. Die daraus resultierende Erwärmung des Weltklimas stellt für die Menschheit ein großes Problem dar, wie man nicht erst seit dem Pariser Klimaabkommen weiß. Verbrennungsmotoren zählen zu den größten Verursachern der erhöhten CO2-Konzentration. Mit neuartigen Treibstoffen könnte man den CO2-Ausstoß von Motoren stark verringern.

Stoffliche Vielfalt

Fossile Treibstoffe wie Benzin oder Diesel haben ihren Ursprung im Rohöl. Dieses setzt sich aus über 500 verschiedenen Stoffen zusammen, hauptsächlich Kohlenwasserstoffen. In Raffinerien werden viele Stoffe aus dem Rohöl entfernt. Diesel und Benzin bestehen aber immer noch aus über 100 Komponenten, darunter Additive, die Korrosion verhindern, Schadstoffe im Abgas vermindern oder den Verbrauch senken. Die genaue Zusammensetzung jener Treibstoffe, die man an der Tankstelle bezieht, bietet aber Optimierungspotenzial.

Schwarzenegger

Das erkannt hat unter anderem Arnold Schwarzenegger. Im Jahr 2007, während seiner Amtszeit als Gouverneur von Kalifornien, hat er den Low Carbon Fuel Standard (LCFS) eingeführt. Dieser sieht mit der Zeit sinkende Grenzwerte für CO2-Emissionen vor und gibt Treibstoffherstellern gleichzeitig Anreize, den Schadstoffausstoß ihrer Erzeugnisse zu reduzieren. Erreicht wird das unter anderem durch Beimengung von Biokraftstoffen.

Belohnt werden aber auch der Ausbau von Ladeinfrastruktur für Elektroautos oder das Filtern von CO2 aus der Luft. Klimapolitisch gilt der LCFS als Erfolg. Weitere US-Bundesstaaten, Kanada und Brasilien wollen dem Beispiel Kalifornien folgen.

CO2-neutral

Als einer der aussichtsreichsten Wege, um den CO2-Ausstoß von Verbrennungsmotoren zu verringern oder gar komplett auszugleichen, gilt ein Verfahren, bei dem Luft zu Treibstoff umgewandelt wird. Perfektioniert wurde es unter anderem vom kanadischen Unternehmen Carbon Engineering. CO2 wird dabei aus der Luft gefiltert und mit Wasserstoff kombiniert. Der daraus resultierende Kohlenwasserstoff wird zu Treibstoff weiterverarbeitet. Wird dieser verbrannt, wird genau dieselbe Menge CO2 in die Atmosphäre geblasen, die zuvor aus dieser entzogen wurde.

Forschungsprojekt

„Der Vorteil solcher synthetisch hergestellter Treibstoffe ist, dass man sie ,komponieren' kann, also genau so zusammenfügen, wie man es möchte“, sagt Stephan Schmidt von der Technischen Universität Graz. Er leitet das Forschungsprojekt RC-LowCAP, was für „Research Center for Low Carbon Special Powertrain“ steht. Dabei geht es um die Reduzierung des CO2-Ausstoßes bei kleineren Antriebssträngen, etwa für Motorräder, Quads oder motorisierte Handwerkzeuge. Motoren für solche Geräte weisen einen relativ hohen CO2-Ausstoß auf, unter anderem aus Gewichtsgründen.

Schwierige Herstellung

Die TU Graz arbeitet bei RC-LowCAP mit einer ganzen Reihe an Unternehmen sowie weiteren Hochschulen zusammen. Die OMV hilft bei der Beschaffung des synthetischen Treibstoffs. Schmidt: „Es gibt verschiedene Verfahren, solche Treibstoffe herzustellen. Pilotanlagen dazu gibt es, ein sinnvolles Herstellungsverfahren für große Mengen aber noch nicht.“ Das größte Problem besteht in der energieintensiven Herstellung synthetischer Kraftstoffe. Als nachhaltigste Lösung wird die Verwendung erneuerbarer Quellen, wie Wind- oder Sonnenenergie, gesehen.

Ausblick

Mit dem Ausbau von Wind- und Solarkraftwerken soll künftig genug sauberer Strom zur Verfügung stehen, um die  Herstellungskosten synthetischer Kraftstoffe zu senken. „Aktuell kostet unser Treibstoff mehr als Benzin und Diesel“, sagt Steve Oldham, CEO von Carbon Engineering, in einem Interview. „Aber an Orten, wo die Gewinnung von CO2 rentabler ist, etwa in Kalifornien durch die LCFS-Förderungen, sind wir wettbewerbsfähig.“

Bis synthetische Kraftstoffe auf den Markt kommen, soll es noch bis mindestens 2030 dauern. Für den Klimaschutz könnten sie dann einen wichtigen Beitrag leisten. Ihre Verwendung alleine reicht aber nicht aus, um die Klimaziele zu erreichen.

 

Diese Serie erscheint in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG).