Da die Produktion von strombasierten Flüssigkraftstoffen derzeit nicht über das Maß von Demonstrations- und Pilotanlagen hinaus geht, ist die erwartete Preisminderung bis 2030 „mit Unsicherheiten verbunden“. Das schreibt das Bundesumweltministerium (BMU) als Antwort auf eine Kleine Anfrage der Grünen-Fraktion (Drucksache 19/8204). Derzeit lägen die Kosten pro Liter Dieseläquivalent wissenschaftlichen Studien zufolge bei bis zu 4,50 €. Für Geschäftsmodelle auf Basis von abgeregeltem Strom gelte daher: Aktuell und in den nächsten Jahren ist ein wirtschaftlicher Betrieb noch nicht möglich.
Die Kosten von strombasierten Flüssigkraftstoffen setzen sich aus Kapitalkosten beispielsweise für den Elektrolyseur sowie variablen Kosten zusammen und müssen bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit den Kosten der Alternativen verglichen werden. Von den variablen Kosten sind aufgrund der hohen Wirkungsgradverluste bei der Umwandlung von Strom zu Kraftstoffen vor allem die Stromkosten relevant.
Wirkungsgrad liegt bisher nur bei 13 Prozent
Aus der Antwort des Bundesumweltministeriums geht hervor, dass der Wirkungsgrad heute bei nur 13 Prozent liegt, wenn man Verluste bei der Umwandlung von Strom in Kraftstoff und bei der Verbrennung einrechnet. Durch die bei der Herstellung des strombasierten Flüssigkraftstoffsergibt sich aufgrund von Umwandlungsverlusten ein Wirkungsgrad von etwa 44 Prozent, zusätzliche Verluste ergeben sich bei der Verbrennung. „Das bedeutet, dass 13 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie in die Bewegung des Fahrzeugs umgesetzt werden“, so das BMU.
Der Thinktank Agora Verkehrswende weist folglich darauf hin, dass der Strombedarf allein des Verkehrs in Deutschland im Jahr 2050 bei bis zu 914 TWh liegen könnte, wenn der Verkehrssektor vorrangig mit strombasierten Kraftstoffen dekarbonisiert würde, und damit größer wäre als die gesamte Bruttostromerzeugung in Deutschland im Jahr 2016. Damit einher gehen Kapazitätsprobleme in der Produktion.
Elektrofahrzeuge sind wesentlich effizienter
Dieser Strom könnte in batterieelektrischen Fahrzeugen direkt und somit wesentlich effizienter genutzt werden. Grundsätzlich hält die Bundesregierung strombasierte Kraftstoffe aber für nötig: Die „bis spätestens zum Jahr 2050 notwendige weitgehende Treibhausgasneutralität des Verkehrs“ erfordere die Produktion, schreibt das Umweltministerium. Flüssige oder gasförmige Kraftstoffe aus Strom seien „dort einzusetzen, wo eine Elektrifizierung technisch kaum möglich ist“.
Die Studie „Integriertes Energiekonzept 2050“ des Bundesverkehrsministeriums komme zu dem Ergebnis, dass die Nachfrage nach flüssigen Kraftstoffen bis zum Jahr 2050 drastisch abnimmt. Im Jahr 2050 sei ein nahezu vollständiger Technologiewandel von klassischen Verbrennungsmotoren hin zu batterie- und wasserstoff-elektrischen Antriebskonzepten bereits vollzogen. Die verbleibende Nachfrage nach flüssigen Kraftstoffen gehe mit ca. 140 TWh hauptsächlich in die Luftfahrt. Der restliche Anteil werde von Lastkraftwagen nachgefragt. Abhängig vom gewählten Szenario wird diese Nachfrage im Jahr 2050 vollständig durch synthetisch und damit CO2-neutral erzeugte Kraftstoffe gedeckt bzw. es wird noch auf fossile, flüssige oder gasförmige Kraftstoffe zurückgegriffen.
Potenzial insbesondere im Flug-, Schiffs- und Straßengüterverkehr
In Deutschland erzeugte strombasierte Flüssigkraftstoffe haben in den Szenarien dieser Studie nur einen sehr geringen Anteil, denn in den Rechnungen wird (neben der direkten Stromnutzung) vorwiegend Wasserstoff eingesetzt, um fluktuierend erzeugten erneuerbaren Strom ins deutsche Energiesystem zu integrieren. Dementsprechend sei der inländische Stromverbrauch hierfür vernachlässigbar. Als importierter Energieträger werde dieser Kraftstoff jedoch bei ambitionierten Klimaschutzzielen eingesetzt, um den Flug-, Schiffs- und zu geringen Anteilen den Straßengüterverkehr zu dekarbonisieren.
Vorteile beim Ausstoß von unterschiedlichen Luftschadstoffen misst das Ministerium strombasierten Flüssigkraftstoffen hingegen kaum bei. Paraffinische Kraftstoffe, zu denen neben Power-to-Liquids auch synthetische Kraftstoffe aus fossilen Energieträgern zählen, seien unabhängig von ihrer Quelle nicht unterscheidbar. Deshalb sei davon auszugehen, dass auch die Emissionen vergleichbar sind. Der Einsatz des paraffinischen Kraftstoffs Gas-to-Liquid (GtL) aus Erdgas bzw. Biogas sei bereits in verschiedenen Studien untersucht worden. Dabei wurden für den Einsatz von GtL bei Bussen und Lkw nur geringe prozentuale Minderungen der Emissionen von Stickoxiden (NOx) in Feldversuchen erreicht, bei Pkw waren die NOx-Minderungen ebenfalls gering.