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Kraftstoffe: Wasser statt Rohöl

Ausgabe 02/2020

Kann synthetisches Benzin aus Strom, Wasser und Kohlendioxid unsere Energieprobleme lösen? In Nordddeutschland soll in großem Stil versucht werden, was bisher nur im kleinen Maßstab funktioniert. Von Joachim F. Tornau

Es klingt fast zu schön, um wahr zu sein: ein Kraftstoff, der an normalen Tankstellen getankt, in normalen Motoren verbrannt werden kann und der trotzdem klimaneutral und schadstoffarm ist. Benzin, Diesel oder Flugzeugkerosin, das nicht aus Rohöl gewonnen wird, sondern aus Wasser und dem Treibhausgas CO₂. Ein Wunder? Nein, Chemie. 

Per Elektrolyse lässt sich Wasser mit elektrischem Strom in Sauerstoff und Wasserstoff spalten. Durch Synthese dieses Wasserstoffs mit Kohlendioxid entsteht eine Verbindung, die in ihren chemischen Strukturen dem entspricht, was bislang das Erdöl liefert, und in einer Raffinerie genauso weiterverarbeitet werden kann. Wird für die Elektrolyse Strom aus erneuerbaren Quellen eingesetzt und das Kohlendioxid aus der Atmosphäre oder aus Industrieabgasen geholt, sind die auf diese Weise hergestellten synthetischen Kraftstoffe CO₂-neutral.

Im Labor funktioniert schon alles

Was wie eine Ideallösung erscheint, hat in der Realität noch den einen oder anderen Haken. So engagieren sich zwar etliche Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Bereich Power-to-X-Technologien (PtX), wie die Anlagen zur Umwandlung von Strom in flüssigen oder gasförmigen Kraftstoff im Fachjargon genannt werden. Doch wirklich produziert wird bislang nicht. „Im Labormaßstab funktioniert alles“, sagt Claus-Peter Schmidtke. „Aber es gibt noch keine Anlagen, die das im industriellen Maßstab umsetzen.“

Schmidtke ist Betriebsratsvorsitzender eines Unternehmens, das genau diesen Sprung machen will: Die Raffinerie im schleswig-holsteinischen Heide plant den Bau einer Elektrolyseanlage, die mit 30 Megawatt um ein Vielfaches größer wäre als alle derzeit in Deutschland vorhandenen Anlagen. Ihr Energiehunger für die Erzeugung von Wasserstoff soll mit Windstrom gedeckt werden, den es hier an der Nordseeküste reichlich gibt. 

Perspektivisch, erklärt Schmidtke, könnte daraus eine 700-Megawatt-Elektrolyse werden, gespeist aus einem eigenen Offshore-Windpark. „Wenn wir so weit sind, wollen wir anfangen, synthetisches Flugbenzin zu produzieren.“ Auch wenn bis dahin noch einige Jahre vergehen werden, hat die Lufthansa bereits angekündigt, das klimaneutrale Kerosin aus Heide abzunehmen.

Das Vorhaben ist Teil eines noch ehrgeizigen Konzepts: in einer Partnerschaft mit anderen Unternehmen eine regionale Wasserstoffwirtschaft aufzubauen, in der nicht nur der erzeugte „grüne“ Wasserstoff vielfältig genutzt wird. Die bei der Elektrolyse entstehende Abwärme soll ein Gewerbegebiet beheizen, der Sauerstoff im Brennofen eines Zementwerks eingesetzt werden, das im Gegenzug Kohlendioxidabgase für die Syntheseanlage liefert. Beim Wettbewerb „Reallabore der Energiewende“ des Bundeswirtschaftsministeriums hat es das Projekt „Westküste 100“ schon in die Runde der letzten 20 geschafft; im Sommer wird über eine Förderung entschieden.

„Wir machen die Raffinerie damit zukunftsfähig“, sagt der Betriebsratsvorsitzende. Für das ambitionierte Vorhaben werben Unternehmen, Gewerkschaften und kommunale Politiker in seltener Eintracht. „Es ist für uns als Gewerkschaft ja eher ungewöhnlich, dass wir Wirtschaftspolitik machen“, sagt Andreas Suß, Bezirksleiter der IG BCE in Schleswig-Holstein. „Aber es ist nötig.“ Es geht um die Zukunft der Region.

Nicht nur auf einen Antrieb setzen 

Fahrzeuge mit synthetischen Kraftstoffen anzutreiben ist immer noch deutlich teurer als mit Batterien oder Brennstoffzellen. Von der Energie, die für die Produktion eingesetzt wird, kommt nur der kleinste Teil am Rad an. Für mehr Effizienz bei der Herstellung von E-Fuels hat das junge Dresdner Unternehmen Sunfire jüngst eine Anlage vorgestellt, die Elektrolyse und Synthese zu einem Arbeitsschritt verbindet. In Norwegen, wo Wasserstrom extrem billig ist, soll damit demnächst die Produktion beginnen. Literpreise von rund 1,50 Euro ohne Steuern seien möglich, heißt es.

Werner Voß, Industriegruppensekretär beim Bundesvorstand der IG BCE, sieht in den sogenannten E-Fuels kein Allheilmittel, aber einen wichtigen Baustein: „Wir brauchen mehrere Technologien, um unsere Klimaziele im Verkehrssektor zu erreichen“, betont er. Für Flugzeuge werde es dauerhaft keine Alternative zum Kerosin geben. Und sich im Lastwagenverkehr frühzeitig auf eine Antriebsart festzulegen berge neben klimapolitischen Risiken die Gefahr, „dass einseitige technologische Abhängigkeiten entstehen und international auch ökonomisch der Anschluss verloren gehen könnte“. 

Von der Bundesregierung, die schon des Längeren um eine nationale Wasserstoffstrategie ringt, fordert die IG BCE, Herstellung und Einsatz von synthetischen Kraftstoffen stärker zu unterstützen – etwa indem in einer Marktvorbereitungsphase Investitionen in Power-to-X-Anlagen vom Staat gefördert werden und Raffinerien die Herstellung von grünem Wasserstoff auf ihre Treibhausgas-Minderungsquote anrechnen können. Und indem erlaubt wird, Benzin oder Diesel auch mehr als die derzeit höchstens zehn Prozent alternativen Kraftstoffs beizumischen. Was sich dann in einer niedrigeren Besteuerung niederschlagen sollte. Auf diesem Weg, erklärt der Gewerkschafter, „ließe sich auch im Fahrzeugbestand wesentlich schneller eine Reduzierung des CO₂-Ausstoßes erreichen“. 


Die Raffinerie Heide verarbeitet mit 530 Beschäftigten jährlich 4,5 Millionen Tonnen Rohöl. Das Unternehmen produziert den größten Teil des in Schleswig-Holstein verbrauchten Benzins und Diesels und beliefert den Hamburger Flughafen mit Kerosin.

Eine Böckler-Studie thematisiert unter anderem die Chancen der Wasserstoffwirtschaft: Christine Brandstätt u. a.: Innovation Energiespeicher. Chancen der deutschen Industrie. Study der Hans-Böckler-Stiftung, Nr. 404. November 2018.

Weitere Informationen zum Reallaborprojekt „Westküste 100“
 

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