BtL und E-Fuels im Vergleich
Synthetische Kraftstoffe gewinnen angesichts des Klimawandels und begrenzter fossiler Ressourcen zunehmend an Bedeutung. Doch welcher dieser alternativen Kraftstoffe bietet langfristig mehr Potenzial? Biomass-to-Liquid (BtL) oder E-Fuels?
Was sind BtL-Kraftstoffe?
BtL-Kraftstoffe (Biomass to Liquid, Biomassenverflüssigung) sind synthetisch hergestellte Kraftstoffe, die aus pflanzlicher Biomasse gewonnen werden. Derzeit sind sie noch nicht am freien Markt verfügbar. Die zentrale Herausforderung besteht darin, dass bereits für Kohle und Erdgas etablierte Herstellungsverfahren auf den Rohstoff Biomasse umzustellen. Dabei kommen unterschiedlichste Ausgangsstoffe infrage, wie Stroh, Restholz und Energiepflanzen.
Pro Hektar angebauter Biomasse werden etwa 4.000 Liter BtL-Kraftstoff erwartet, wobei ein Liter BtL ungefähr 0,94 Liter Diesel ersetzt. Einige Studien gehen davon aus, dass BtL-Kraftstoffe das Potenzial besitzen, rund ein Viertel des deutschen Kraftstoffbedarfs zu decken. Im europaweiten Vergleich sogar deutlich mehr.
Welche Rohstoffe eignen sich für BtL?
Grundsätzlich kann jede pflanzliche Biomasse genutzt werden. Ein Vorteil gegenüber herkömmlichen Biokraftstoffen besteht darin, dass bei BtL die gesamte Pflanze verwendet wird. Besonders geeignet sind neben Stroh und Restholz auch Energiepflanzen wie Miscanthus, Landschaftspflegeholz und Bioabfälle.
Herstellungsverfahren von BtL-Kraftstoffen
- Vergasung
Die feste Biomasse wird in einem Reaktor durch Hitze, Druck und Vergasungsmittel wie Sauerstoff in Synthesegas umgewandelt. - Gasreinigung
Um Katalysatoren im folgenden Syntheseschritt nicht zu beschädigen, werden schädliche Verbindungen wie Schwefel- und Stickstoffverbindungen entfernt. - Synthese
Das gereinigte Gasgemisch wird mittels Fischer-Tropsch-Synthese in flüssige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. - Aufbereitung
Die entstehenden Kohlenwasserstoffe werden in Schwer-, Mittel- und Leichtfraktionen getrennt, veredelt und anschließend zu marktfähigen Kraftstoffen wie Diesel oder Benzin weiterverarbeitet.
Eigenschaften und Nachhaltigkeit von BtL-Kraftstoffen
BtL-Kraftstoffe lassen sich gezielt auf Motor- und Brennverfahren abstimmen, weshalb sie auch als Designerkraftstoffe bezeichnet werden. Durch ihre Herstellung können sie im Vergleich zu fossilem Diesel mehr als 90 % der CO2-Emissionen einsparen (gemäß EU-Richtlinie 2009/28/EG).
Nachhaltigkeit ist ein zentraler Aspekt von BtL-Kraftstoffen. Diese nutzen eine breite Rohstoffpalette und konkurrieren nur begrenzt mit der Nahrungsmittelproduktion und verursachen insbesondere bei der Nutzung von Reststoffen nur geringe Probleme mit indirekten Landnutzungsänderungen (ILUC). Dennoch muss der Biomasseanbau sorgfältig gesteuert werden, um ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit sicherzustellen.
Treibhausgas-Emissionen von BtL-Kraftstoffen
Die bei der Verbrennung von BtL-Kraftstoffen freigesetzte CO2-Menge entspricht in etwa der Menge, die die pflanzlichen Rohstoffe während ihres Wachstums aus der Atmosphäre gebunden haben. Trotz des Energieaufwands für Herstellung und Transport werden somit signifikante CO2-Einsparungen erzielt. BtL-Kraftstoffe leisten so einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.
Was sind E-Fuels?
E-Fuels (elektro- oder strombasierte synthetische Kraftstoffe) werden mithilfe von elektrischer Energie aus Wasser und CO2 hergestellt. Dies ist ein Prozess, der als Power-to-Fuel bekannt ist. Laut Umweltbundesamt wird das Potenzial von E-Fuels intensiv diskutiert, insbesondere für den Luft- und Seeverkehr, wo batterieelektrische Alternativen bisher fehlen.
Aktueller Stand und Zukunftsaussichten von E-Fuels
E-Fuels bleiben auf absehbare Zeit teuer und rar. Für den PKW-Verkehr ist Strom derzeit energieeffizienter, preiswerter und bereits breit verfügbar. Dennoch werden erneuerbarer Wasserstoff und darauf basierende E-Fuels in Industrie, Energiewirtschaft und Verkehr zunehmend wichtiger.
Die EU arbeitet aktuell an regulatorischen Rahmenbedingungen für E-Fuels in Flug- und Schiffskraftstoffen, um Planungssicherheit für den Markt zu schaffen. Forschungsinstitute optimieren Produktionsverfahren und erschließen nachhaltige CO2-Quellen, etwa durch Abscheidung aus der Atmosphäre.
Zukunftsaussichten und Herausforderungen
Bis 2030 könnten E-Kerosin und E-Methanol etwa drei Prozent des jeweiligen Bedarfs in Deutschland und Europa decken. Aufgrund hoher Kosten und geringer Verfügbarkeit ist ein großflächiger Einsatz von E-Fuels im Straßenverkehr zum aktuellen Zeitpunkt wirtschaftlich nicht sinnvoll. Deshalb könnten synthetische Kraftstoffe als teures Risiko gelten und zu „Stranded Investments“ führen.
Eine internationale Kooperation ist erforderlich, um gemeinsame Standards und verlässliche Zertifizierungen für die Produktion von E-Fuels zu entwickeln. Dabei gilt das Prinzip, dass der Vorrang für die Versorgung der lokalen Bevölkerung und Wirtschaft mit erneuerbarem Strom die höchste Priorität im Wandel des Mobilitätssektors repräsentiert.
Erst danach sollten Erneuerbare Energien für die E-Fuel-Produktion zum Export genutzt werden. Zudem müssen entsprechende Projekte stets mit zusätzlicher Erneuerbarer Stromerzeugung verbunden sein und spürbare regionale Mehrwerte schaffen. Grundsätzlich sollte erneuerbare Energie so effizient wie möglich eingesetzt werden.
Infografik: BTL vs. E-Fuels im Überblick
| Kategorie | BTL-Kraftstoffe | E-Fuels |
| Rohstoffe | Biomasse (Stroh, Restholz, Energiepflanzen) | CO2, Wasser, Strom aus Erneuerbaren Energien |
| Herstellung | Vergasung, Synthese, Aufbereitung | Elektrolyse, Synthese (Power-to-Fuel) |
| Anwendungsgebiete | Straßenverkehr, begrenzt für Luft- und Schifffahrt | Luft- und Seeverkehr, Industrie |
| Klimaschutz | ~90% CO2-Einsparung gegenüber Diesel | Klimaneutral bei Nutzung von erneuerbarem Strom |
| Verfügbarkeit 2030 | Voraussichtlich nicht auf dem freien Markt verfügbar und regional begrenzt | Rar und hochpreisig, deckt ca. 3% des Kerosinbedarfs in der EU |
| Herausforderungen | Effiziente Rohstoffnutzung, Nachhaltigkeitssicherung | Hohe Kosten, Energieeffizienz, politische Rahmenbedingungen |
