Europa könne fossile Kraftstoffe für den gesamten Straßenverkehr bis 2040 ersetzen

Europa könne seinen gesamten Kraftstoffbedarf für den Straßenverkehr bis zum Jahr 2040 aus erneuerbaren Quellen decken – bis 2030 bereits mehr als zur Hälfte. Dies beinhalte sowohl den Pkw-Verkehr als auch die leichten und schweren Nutzfahrzeuge. Dies besagt eine neue Studie des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Auftrag von BMW.

Ausreichend Rest- und Abfallstoffe vorhanden

Demnach verfüge die EU über ausreichend Rest- und Abfallstoffe, um den gesamten Straßenverkehr mit klimaneutralen, flüssigen Energieträgern zu versorgen. Für die Studie wurde untersucht, welche Mengen biogener Rohstoffe (pflanzliche Reststoffe, Holzreste oder Bioabfälle) in Europa vorhanden sind, wie sie sich technisch zu erneuerbaren Kraftstoffen umwandeln lassen und welchen Kraftstoffbedarf der Straßenverkehr künftig haben wird.

Europa verfügt langfristig über ausreichend nachhaltige Ressourcen, um ohne fossiles Öl mobil zu sein“, sagt Professor Thomas Hirth, Vizepräsident Transfer und Internationales des KIT. „Angesichts der aktuellen Unsicherheiten auf den internationalen Energiemärkten ist das eine gute Nachricht. Wenn wir Rest- und Abfallstoffe effizient nutzen, können wir den Straßenverkehr unabhängiger von Energieimporten machen und gleichzeitig CO₂-Emissionen senken.

Letztendlich sei der Studie zufolge die Einführung einer eigenen Fahrzeugklasse (vCNF, Fahrzeuge, die die mit Carbon-Neutral-Fuel betrieben werden) entscheidend, um die entsprechende Nachfrage zu generieren.

Erfüllung des Pariser Klimaschutzabkommens

Der im Auftrag der BMW AG durchgeführten Studie wurden Rahmenbedingungen für eine ambitionierte Erfüllung des Pariser Klimaschutzabkommens zugrunde gelegt. Sie bezieht sich auf ein günstiges Szenario, dessen Voraussetzungen von Politik und Gesellschaft jedoch zum Teil noch geschaffen werden müssten. Die Studie zeigt, dass besonders große Mengen an Rest- und Abfallstoffen genutzt werden könnten – zum Beispiel Stroh aus der Landwirtschaft, Holzreste aus der Forstwirtschaft oder biogene Abfälle. Hinzu kommen Zwischenfrüchte, also Pflanzen, die zwischen zwei Ernten angebaut werden, sowie Energiepflanzen, die auf wenig ertragreichen Böden wachsen und nicht mit der Nahrungsmittelproduktion konkurrieren.

Diese Vielfalt sorge dafür, dass die Rohstoffbasis stabil bleibt und nicht von einem einzelnen Stoff abhängt: „Viele glauben, dass Alt-Speiseöl die zentrale Quelle für erneuerbare Kraftstoffe ist. Tatsächlich macht es nur etwa ein Prozent des Rohstoffportfolios aus“, so Professor Thomas Koch vom Institut für Kolbenmaschinen (IFKM) des KIT, der die Studie geleitet hat. „Die wirklich großen Potenziale liegen beispielsweise in Pflanzenresten und Holzfasern. Diese Stoffe fallen ohnehin an – und können ausreichend klimafreundliche Kraftstoffe liefern. Das kann aber nur gelingen, wenn der Herstellung von fortschrittlichen reFuels-Biokraftstoffen von Politik und Gesellschaft die notwendige Priorität eingeräumt wird.“ Koch zählt als Motoren-Experte zu den Verfechtern einer kombinierten Antriebslösung – also dem Miteinander von E-Mobility und Verbrenner-Technologien. Er ist gegen die Reglementierung und Abschaffung von klassischen Verbrennungsmotoren.

Mehrere technische Wege

Die Forschenden untersuchten mehrere technische Wege, um aus Biomasse nutzbare Kraftstoffe herzustellen. Dazu zählt das HVO-Verfahren (HVO steht für Hydrotreated Vegetable Oil, bei dem ölhaltige Reststoffe zu Dieselersatz hydriert werden) sowie methanolbasierte Verfahren. Bei diesen entsteht aus Pflanzenresten als Zwischenprodukt zunächst ein Gas, das anschließend zu Benzin- oder Dieselersatz weiterverarbeitet wird. „Mit diesen Verfahren können wir aus sehr unterschiedlichen Reststoffen hochwertige Kraftstoffe herstellen“, ergänzt Professor Nicolaus Dahmen vom Institut für Katalyseforschung und -entwicklung des KIT. Das sei wichtig, da Europa über eine breite Palette an Biomassen verfügt. Die Technologien funktionierten auch dann, wenn sich der Rohstoffmix ändert.

Während es HVO schon an der Zapfsäule gibt, sind Kraftstoffe aus anderen Verfahren noch in der Entwicklung. Sie werden am KIT bereits hergestellt und in Autos getestet. Mit den erprobten Verfahren lassen sich auch große Mengen Kraftstoff erzeugen. Die Studie zeigt außerdem: Wenn zusätzlich Wasserstoff zugeführt wird, steigt die Ausbeute nochmals deutlich.

Trotz Elektromobilität bleibt flüssiger Kraftstoff wichtig

„Auch wenn Europa sehr ambitioniert elektrifiziere, bleibe ein großer Bedarf an flüssigen Kraftstoffen bestehen“, so Dr. Olaf Toedter vom IFKM. „Viele Fahrzeuge bleiben noch lange im Einsatz. Für diese Bestandsflotte bieten erneuerbare Kraftstoffe eine direkte Möglichkeit, CO₂-Emissionen zu vermeiden.“

Das KIT hat die Studie in Zusammenarbeit mit dem DBFZ (Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH) und den Firmen Freyberger engineering GmbH sowie der BMW AG – im Auftrag der BMW AG durchgeführt.