Warum E-Fuels niemals Klimaneutral sein können

Eine Klarstellung

Am 29. Juni hat der EU-Ministerrat beschlossen, dass in Europa nur noch klimaneutrale PKW und leichte Nutzfahrzeuge zugelassen werden sollen. Anstelle eines eindeutigen Verbot für Autos mit Verbrennungsmotoren lässt der Kompromiss, der auch auf Betreiben der FDP zustande kam, noch ein kleines Schlupfloch für Verbrenner – sofern sie mit „klimafreundlichen“ E-Fuels betankt werden.

Weil es in der öffentlichen Debatte immer wieder unklar scheint, wie klimafreundlich E-Fuels sind, geben wir hier einen kurzen Überblick darüber, wieso diese Treibstoffe – über ihren gesamten Lebenszyklus betrachtet – niemals klimaneutral sind. 

Energie Verkehr
07.07.2022
GermanZero

Was sind E-Fuels?

E-Fuels (auch Power-Fuels, strombasierte oder synthetische Kraftstoffe genannt) bezeichnen flüssige oder gasförmige Energieträger. Sie werden auf Basis von elektrischem Strom, Wasser und CO2 hergestellt.[i]

Klimaneutral wären E-Fuels, wenn im Verlauf ihres gesamten Lebenszyklus unterm Strich kein CO2 entstehen würden. Ob das der Fall ist, lässt sich anhand ihrer CO2-Bilanz ermitteln. 

CO2-Bilanzierung: Der gesamte Lebenszyklus zählt

Für die CO2-Bilanz eines Produktes werden dessen Treibhausgas-Emissionen fünf verschiedenen Lebenszyklusphasen zugeordnet: Rohmaterialien, Produktion, Distribution, Nutzung und Entsorgung.[ii]

Tabelle 1: Emissionen verschiedener Stromerzeugungsarten in CO2-Äquivalenten (Lebenszyklusanalyse) ) [iii]

Ein PKW ist über seinen gesamten Lebensweg betrachtet niemals klimaneutral, egal ob er mit fossilen Kraftstoffen, als BEV (Battery Electric Vehicle) oder mit E-Fuels betrieben.

Grafik 1: Emissionen (in g CO2e/km) von PKW verschiedener Antriebsarten nach Lebenszyklusphase, ohne E-Fuels [iv]

Denn bei der Produktion der Materialien sowie bei der Herstellung und Verbrennung der Kraftstoffe fallen immer Emissionen an. Selbst die Erzeugung von erneuerbarem Strom durch Wind oder Photovoltaik-Anlagen ist nicht klimaneutral, da beispielsweise während der Herstellung der Anlagen Emissionen entstehen.

Bei E-Fuels zählt die Herkunft von Strom und CO2

Weil E-Fuels bei der Herstellung CO2 aufnehmen und bei ihrer Verbrennung wieder abgeben, werden sie von mancher Seite als „klimaneutral“ betitelt. Doch ob ihre CO2-Bilanz tatsächlich so gut ausfällt, hängt von zwei Aspekten ab: von der Herkunft des Stromes und von der Herkunft des verwendeten CO2.

E-Fuels mit schlechtem Strommix sind CO2-intensiver als Diesel

Grafik 2: Auswirkungen der THG-Intensität der Stromerzeugung auf die Emissionen von E-Diesel [v]

Grafik 2 zeigt eindrücklich, wie sich die Treibhausgas-Intensität der gewählten Stromerzeugung auf die Gesamtsumme der THG-Emissionen von E-Fuels auswirken. Auf der X-Achse sind die Emissionen des Stromes abgebildet, auf der Y-Achse die Emissionen von E-Fuels. Nutzt man Strom aus dem deutschen Strommix 2018 zur Herstellung von E-Fuels, entstehen somit pro kWh synthetischen Diesels ca. 1.050 g CO2 – mehr als dreimal so viel wie über den gesamten Lebensweg von Diesel mit 306 g CO2 entsteht. Erst ab einer Treibhausgas-Intensität der Stromerzeugung von weniger als 140 g CO2/kWh fallen – allein durch die Stromerzeugung – so „wenig“ Emissionen an wie für den gesamten Lebensweg von fossilem Diesel.

Das CO2, für E-Fuels muss direkt der Luft entnommen werden

Dass E-Fuels als klimafreundlich gepriesen werden, hängt mit der dritten Zutat, zusammen, die es neben Strom und Wasser für ihre Herstellung braucht: CO2. Dieses CO2 kann aus zwei grundverschiedenen Quellen stammen:

Grafik 3: CO2-Pfad zur Herstellung von E-Fuels aus Punktquellen (fossiles CO2) / Credits: Atmosfair, atmosfair fairfuel - Kriterienkatalog

Zum einen kann es aus sogenannten Punktquellen stammen, das sind Abgasströme z. B. aus Kohlekraftwerken oder Zementwerken, in denen fossiles CO2 in großer Konzentration vorhanden ist und aus diesen abgeschieden wird. Enthalten E-Fuels CO2 aus Punktquellen, entstehen in ihrem Lebenszyklus immer noch CO2-Emissionen. Am Ende wird die Atmosphäre doch mit fossilem CO2 angereichert.

Grafik 4: CO2-Pfad bei der Herstellung von E-Fuels aus DAC und Biogasanlagen (grünes CO2) / Credits: Atmosfair, atmosfair fairfuel - Kriterienkatalog

Wird das CO2 dagegen direkt aus der Luft gefiltert (mittels DAC – Direct Air Capture) oder als Nebenprodukt von Biogasanlagen verwendet, ist der Kohlenstoffkreislauf geschlossen. Es wird dann kein zusätzliches CO2 in die Atmosphäre abgegeben. Nur in diesem Fall kann davon gesprochen werden, dass E-Fuels klimaneutral sind – und das auch nur in dieser Phase ihres Lebenszyklus.

Fazit: E-Fuels sind nicht klimaneutral

Zusammenfassend kann man also sagen: Man kann das für die E-Fuels benötigte CO2 direkt aus der Luft entnehmen. Nur dieser Teil des Lebenszyklus (CO2-Gewinnung und Verbrennung) ist in diesem Fall klimaneutral. Nicht aber andere Teile des Lebenszyklus.

GermanZero-Factsheet

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"E-Fuels - Ein Überblick" als PDF

Fußnoten:
[i] Dena, Heutige Einsatzgebiete für Power Fuels, S. 9
[ii] INEC, Carbon Footprints für Produkte, S. 9, Abb. 5
[iii] T&E, UPDATE - T&E’s analysis of electric car lifecycle CO₂ emissions S. 5, Table 1
[iv] eigene Darstellung nach T&E, UPDATE - T&E’s analysis of electric car lifecycle CO₂ emissions S.16, Figure 4
[v] eigene Darstellung nach Öko-Institut, die Bedeutung strombasierter Stoffe für den Klimaschutz in Deutschland, S. 6 und UBA, CO₂-Emissionen pro Kilowattstunde Strom steigen 2021 wieder an