Technologie-Forum 2019: Neue flüssige Energieträger

Der Tagungsort des diesjährigen Technologie-Forums hätte passender nicht sein können: Auf dem Gelände des „weltweit führenden Beschleunigerzentrums“ DESY – die Abkürzung steht für "Deutsches Elektronen-Synchroton" – trafen sich am 26. September 2019 in Hamburg rund 150 Wissenschaftler und Fachleute aus Industrie, Mineralöl- und Energiewirtschaft, um über die Zukunft flüssiger Energieträger zu sprechen. Und dass es bei diesem Thema einer Beschleunigung bedarf, ist spätestens seit den Beschlüssen des Klimakabinetts vom 20. September 2019 klar.

Nahezu alle Studien zur Energiewende empfehlen den Einsatz treibhausgasneutraler Kraft- und Brennstoffe als unverzichtbaren Teil der Lösung um die Klimaziele in den Bereichen Verkehr und Gebäude zu erreichen. Das hat scheinbar auch das Klimakabinett der Bundesregierung erkannt: In seinem Eckpunktepapier für ein Klimaschutzprogramm 2030 wird zugesichert, die Entwicklung klimaneutraler Kraftstoffe zu unterstützen und für eine großindustrielle Produktion die geeigneten Rahmenbedingungen zu schaffen. Vielen Experten geht diese Absichtserklärung allerdings nicht weit genug.

Mit dem Technologieforum will die Mineralölwirtschaft die Entwicklungen für eine klimaschonende Mobilität und Wärmeversorgung vorantreiben und zeigen, dass auf dem Gebiet der Forschung und Entwicklung alternativer flüssiger Energien schon eine ganz Menge erreicht wurde. Um eine Markteinführung und einen Markthochlauf zu schaffen, ist jetzt auch die Politik stärker gefragt.

Rund 150 Gäste aus Wissenschaft und Forschung, Industrie und Wirtschaft kamen am 26. September nach Hamburg ins DESY zum Technologieforum "Neue flüssige Energieträger" von IWO, MWV, OWI und TEC4FUELS.

Ölheizungsverbot: Vieles ist noch offen

Dem drohenden Verbot der Ölheizung ab 2026, das ebenfalls Bestandteil des Klimaschutzpakets ist, widmete sich IWO-Geschäftsführer Adrian Willig in ein paar einleitenden Sätzen – auch um den zahlreichen anwesenden Experten aus dem Wärmemarkt die Sorgen zu nehmen: Die Beschlüsse vom Freitag seien noch längst kein Gesetz, sie hätten noch einen weiten Weg vor sich.Deutlich werde laut Willig aber auch, dass mittelfristig kein Weg an einem zunehmend treibhausgasneutralen Brennstoff vorbeiführe. „Wenn dem Heizöl künftig treibhausgasneutrale Anteile beigemischt würden, setzen wir als IWO uns dafür ein, es zur Erfüllungsoption für den Klimaschutz zu machen“, sagte Willig.
Das große Potenzial für mehr Klimaschutz im ölbeheizten Gebäudebestand belegt der Vortrag von Christian Halper.

Jürgen Hasler, Abteilungsleiter Mobilität und Logistik beim Bundesverband der deutschen Industrie (BDI) bei seiner Keynote "Welche Bedeutung haben synthtetische Fuels für den Klimaschutz"

"Wir brauchen ein Angebot für den Bestand"

Wie groß die Bedeutung synthetischer Fuels für den Klimaschutz ist, unterstrich Jürgen Hasler vom Bundesverband der Deutschen Industrie (BDI) in seiner Keynote: Die BDI-Studie „Klimapfade Verkehr 2030“, belege laut Hasler dass die Erreichung des 40 Prozent-Ziels im Verkehr den Einsatz aller denkbaren technischen Hebel erfordere. Und dazu gehörten auch CO2-neutrale Kraftstoffe.

„Selbst wenn wir bis 2030 10 Millionen E-Autos auf den Straßen haben, gibt es dann immer noch schätzungsweise 35 Millionen Pkw mit Verbrennungsmotor. Und auch die brauchen ein Angebot um künftig wenigstens zum Teil CO2-neutral zu fahren“, betonte Hasler.

Power-to-X als Schlüsseltechnologie der Energiewende

In der Vormittags-Session der Tagung widmeten sich die Experten vor allem der politischen Dimension von Power-to-X – also der Umwandlung von erneuerbarem Strom in klimaschonende Energieträger. Sie gingen in ihren Vorträgen und der anschließenden Diskussionsrunde der Frage nach, welche wirtschaftlichen Chancen ein Ausbau der PtX-Technologie eröffnet und welche Rahmenbedingungen erforderlich sind.

Dabei zeigten sich alle Podiumsteilnehmer von den Beschlüssen des Klimakabinetts enttäuscht. Auf die Frage von Adrian Willig, ob das Klimapaket die Entwicklung im Bereich PtX beschleunige, sagte Simon Jastrzab vom IWO, dass die genannten Vorhaben nicht ausreichten um viel zu bewirken. „Mit der PtX-Allianz haben wir der Politik sehr konkrete Vorschläge in Form eines Markteinführungsprogramms unterbreitet, deren Umsetzung wir nach wie vor dringend empfehlen“, so Jastrzab.

Über die wirtschaftlichen Chancen von Power-to-X sowie die notwendigen Rahmenbedingungen sprachen (v.l.): Adrian Willig (Geschäftsführer IWO), Kilian Crone (Seniorexperte Mobilität der Global Alliance Powerfuels, dena), Benedikt Wirmer (Klimaschutz in Mobilität und Wärme, MWV), Thomas Körfer (Bereichsleiter FEV Group) und Simon Jastrzab (Leiter Ingenieurteam, IWO).

Auch Kilian Crone von der Deutschen Energieagentur (dena) sieht Anlass, „die Bundesregierung zu mehr Mut in dieser Sache zu ermuntern“. Gleichzeitig appelliert er: „Wir sollten aber auch alle selbst darüber nachdenken, wo es Möglichkeiten gibt, Anreize für Powerfuels zu schaffen anstatt nur auf politische Regulierungen zu warten.“ Als positives Beispiel nannte er die die finnische Fluglinie Finnair, die ihren Passagieren schon jetzt die Möglichkeit bietet, anteilig treibhausgasreduziertes Kerosin für ihren Flug zu kaufen.

Entscheidend ist für Crone außerdem die internationale Perspektive im PtX-Markt, denn eine Energie-Autarkie sei weder für Deutschland noch für zahlreiche andere Länder möglich. Aus seiner Sicht gewinnen privatwirtschaftliche wie staatliche Energiepartnerschaften und Allianzen an Bedeutung. Als einen vielversprechenden potenziellen Partner mit guten Bedingungen für die PtX-Produktion nannte er beispielsweise Marokko.

Deutschland ist für solche strategischen Allianzen als Technologieführer im Bereich PtX interessant: Thomas Körfer von der FEV-Group sieht darin große Chancen für die gesamte deutsche Industrie. Die  Maschinenbau-Branche habe einen Innovationsvorsprung sowohl im Anlagenbau als auch in der Anwendungstechnologie. Schließlich sei man Weltmarktführer zum Beispiel beim Bau von Elektrolyseuren und Motoren aller Leistungsklassen. Potenzielle Kunden hätten aber noch wenig Anreiz sich den großen Zukunftschancen von  PtX zu widmen, weil sie in der CO2-Bilanz bisher nicht angerechnet würden.

Benedikt Wirmer vom Mineralölwirtschaftsverband wagte dennoch einen optimistischen Blick in die Zukunft: „Das Blatt hat sich gewendet und zuletzt hat sich viel getan. Ich sehe gute Chancen, dass PtX im weiteren Verfahren des Klimaschutzgesetzes noch stärker berücksichtigt wird und vielleicht geht es dann doch schneller als wir alle jetzt denken.“

An Projekten mangelt es nicht

Der Nachmittag stand ganz im Zeichen der Forschungsarbeit. Unter dem Titel „Hand in Hand zur Marktreife“ präsentierten Forschung und  Industrie Lösungen für die Mobilitäts- und Wärmewende.

Ausgangsbasis sind die Ergebnisse aus dem DGMK-Forschungsausschuss THG-Reduzierung von Dr. Thomas Kuchling, TU Bergakademie Freiberg: Er bewertete die Herstellungsverfahren und die Potenziale treibhausgasreduzierter Energieträger und kam zu dem Schluss, dass insbesondere synthetische Kraft- und Brennstoffe das Potenzial haben, um klimapolitische Ziele zu erfüllen. Vor dem Hintergrund relativ langer Zeiträume für den Aufbau der notwendigen  Produktionskapazitäten müssten aus seiner Sicht zeitnah verlässliche Rahmenbedingungen für Investitionsentscheidungen geschaffen werden.

Diese Experten stellten Ihre aktuelle Forschungsarbeit vor:
  • Prof. Dr.-Ing. Friedrich Wirz von der Arbeitsgruppe Schiffsmaschinenbau an der Technischen Universität Hamburg sprach über "Klimaziele für die Schifffahrt - Welche Ziele sind realistisch?".

  • Keno Leites, Project Manager Fuel Cell Application, thyssenkrupp Marine Systems, stellte das Projekt "MultiSchIBZ- Weniger Emissionen, mehr Effizienz: Bordstrom aus Brennstoffzellen" vor.

  • Dr.-Ing. Thomas Kuchling vom Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen an der TU Bergakademie Freiberg präsentierte seine "Bewertung von Verfahren zur Herstellung THG-reduzierter Energieträger" als aktuelle Ergebnisse aus dem DGMK-Forschungsausschuss THG-Reduzierung.

  • Dr.-Ing. Klaus Lucka von TEC4FUELS zeigte mit dem Projekt "REDIFUEL" den Stand der Entwicklung eines hochwertigen CO2-armen Biokrftstoffs.

  • Dr.-Ing. Werner Willems, Powertrain Combustion Systems, Ford Research & Innovation Center Aachen, stellte das Projekt "C3-Mobilty" vor, das an CO2-neutralen High-Performance-Fuels auf Methanol-Basis forscht.

  • Eine Innovation für mehr Klimaschutz im Wärmemarkt stellte Andreas Bangheri, Geschäftsführer von Heliotherm Wärmepumpentechnik vor: "Thermische Wärmepumpe 1.0 - die Evolution im Modernisierungsmarkt".

Zu Wasser...

Der Frage, welche Kraftstoffoptionen für die Schifffahrt realistisch sind, widmete sich Prof. Friedrich Wirz von der TU Hamburg. Er sagte, die Branche sei grundsätzlich empfänglich für strombasierte Flüssigtreibstoffe, zeigte sich jedoch skeptisch, ob die enormen benötigten Treibstoffmengen realisierbar seien. Dass Seeschiffe, die große Antriebsleistungen benötigen und große Strecken zurücklegen, elektrisch angetrieben werden können, hält er aber erst recht für illusorisch. Weitere Besonderheiten im Bereich Schifffahrt seien laut Wirz die internationale Dimension sowie die erforderliche Planungssicherheit für Investitionen in einer Branche die „bei Innovationen sehr behäbig ist“.

Ganz konkret wird für die Schifffahrt derzeit unter anderem an Effizienzsteigerungen und Emissionsminderung in der Bordstromerzeugung mithilfe der Brennstoffzelletechnik geforscht. Wie sich damit der Schadstoffausstoß z. B. für Kreuzfahrtschiffe gerade auch im Hafenbetrieb minimieren  lassen, will das Projekt „MultiSchIBZ“ herausfinden, das Keno Leites von thyssenkrupp Marine Systems vorstellte.

In einem Punkt konnten die beiden Schifffahrtsexperten das Publikum jedenfalls beruhigen: Auch wenn die Energie für den Warentransport zu Wasser teurer wird, werde sich das auf den Preis, den wir am Ende im Laden beispielsweise für eine einzelne Jeans bezahlen, kaum auswirken.

...zu Land...

Für den Straßenverkehr suchen die Forscher ebenfalls nach nachhaltigen Konzepten: Dr. Klaus Lucka von TEC4FUELS stellte das EU-Projekt „REDIFUEL“ vor, in dem ein hochwertiger fortschrittlicher, CO2-armer Biokraftstoff entwickelt und aus allen Blickwinkeln beleuchtet werden soll.

Ähnliches haben Forschung und Industrie in dem gemeinsamen Projekt „C3-Mobilty“ vor, das Dr. Werner Willems vom Ford Research & Innovation Center präsentierte. Hier stehen strombasierte Fuels im Fokus, die einen geschlossenen Kohlenstoffkreislauf ermöglichen. Wichtig in beiden Projekten ist die Drop-In-Fähigkeit um mit möglichst geringen Umrüstungen ein Maximum an Klima- und Umweltschutz auch in der bereits existierenden Fahrzeugflotte zu erzielen. Neben der CO2-Reduktion geht es auch darum, die lokalen Schadstoffemissionen zu senken.

... und in der Luft

Am Klimaschutz teilhaben will auch die zivile Luftfahrt. Bei einem gleichzeitigen Anstieg der Passagierkilometer um rund sechs Prozent in 2018 sollen die Treibhausgasemissionen sinken. Problem: Flugzeuge sind nur eingeschränkt elektrifizierbar. Dieser Herausforderung widmet sich das Projekt KEROSyN 100, vorgestellt von Timo Wassermann von der Uni Bremen. Ziel ist es, eine Prozesskette zur Herstellung von strombasiertem Kerosin zu entwickeln und in einer Demonstrationsanlage nachzuweisen. „Kohlenwasserstoffe sind nach wie vor ein idealer  Energieträger, nur deren Art der Herstellung muss sich jetzt ändern“, sagte Wassermann.   

Ähnlich das Vorhaben im Projekt PowerFuel: Friedemann Timm von INERATEC präsentierte, wie in einer Pilotanlage CO2aus der Luft abgetrennt und  mit Wasserstoff aus der mit Ökostrom betriebenen Elektrolyseanlage in Synthesegas umgewandelt wird. Daraus wird im Reaktor flüssiger Kraftstoff synthetisiert. Ein besonderer Fokus liegt hier auf einen lastflexiblen Betrieb und der Dimensionierung der einzelnen Prozessanlagen für einen optimalen Ablauf. Ziel ist es, die Containeranlagen als  dezentrale Lösungen einsetzen zu können, die individuell an das Leistungsprofil des dazugehörigen Wind- oder  Solarparks sowie der verwendeten CO2-Quelle angepasst sind.

Friedemann Timm, Projektleiter bei INERATEC (li.) und Tim Wassermann, Fachgruppe Resiliente Energiesysteme an der Uni Bremen sprachen über nachhaltiges Fliegen mit "grünem" Kerosin.

Praxisbeispiele belegen Klimaschutz-Potenzial in ölbeheizten Häusern

Christian Halper, IWO, zeigte, dass Klimaschutz im ölbeheizten Gebäudebestand funktioniert.

Welche großen CO2-Einsparungen ölbeheizte Häuser, die zusätzlich erneuerbare Energien für die Wärmeversorgung nutzen, erzielen können, zeigte IWO-Projektleiter Christian Halper. Er stellte Praxisbeispiele vor, bei denen Hybridlösungen, wie sie von der Politik künftig vorgesehen sind, bereits erprobt werden.

Halpers Messergebnisse und Berechnungen belegen, dass allein die Kombination aus Öl-Brennwertgerät und Photovoltaik-Anlage, bei der überschüssiger Solarstrom für die Wärmeerzeugung eingesetzt wird, CO2-Einsparungen von rund 50 Prozent ermöglicht. Kommt dann noch ein treibhausgasreduzierter Brennstoff zum Einsatz, der testweise bereits in einzelne Heizöltanks gefüllt wurde, lässt sich das Ziel eines nahezu klimaneutralen Gebäudebestands bereits heute erfüllen.

„Die Zahlen sprechen für sich“, sagte Halper auf die Nachfrage ob eine Öl-PV-Hybridheizung die Anforderungen des Klimaschutzpakets erfülle. „Die Kriterien, was genau eine Hybridheizung ausmacht, muss die Politik ja noch definieren. Und es würde mich schon sehr wundern, wenn dieses System dabei nicht berücksichtigt wird“, so Halper.

Als weitere innovative Hybridlösung präsentierte Andreas Bangheri, Geschäftsführer des österreichischen Geräteherstellers Heliotherm, die laufende Entwicklung einer thermischen Wärmepumpe. Im Vergleich zu einem Standardkessel wird durch die Nutzung von Umweltwärme der Heizölverbrauch halbiert. Diese besonders effiziente Lösung wäre auch in Bestandsgebäuden mit den üblichen Heizlasten und Vorlauftemperaturen einsetzbar und für den Betrieb mit alternativen Brennstoffqualitäten geeignet.

Dr. Heinrich Herm Stapelberg von Exxon Mobil Central Europe stellte das Projekt "Biokraftstoffe aus Algen" vor.

"Leider noch nicht im Politik-Teil"

Dr. Heinrich Herm Stapelberg von ExxonMobil erläuterte eine weiter Option für alternative Fuels: Seit rund zehn Jahren arbeitet sein Konzern daran, Biokraftstoffe aus Algen zu gewinnen. In der Biotechnik stecke insgesamt großes Potenzial um der Klimakrise zu begegnen – das stehe auch schon in der Frankfurter Allgemeinen Zeitung, sagte Herm Stapelberg – „nur leider noch nicht im Politik-Teil sondern noch in der Mittwochs-Rubrik Wissenschaft“.

Damit brachte Herm Stapelberg eine wesentliche Erkenntnis des Tages auf den Punkt: Die Wissenschaft ist in Sachen alternative Fuels schon sehr weit – jetzt ist es auch an der Politik, deren Bedeutung als Teil der Lösung für mehr Klimaschutz anzuerkennen und die entsprechenden Rahmenbedingungen zu schaffen.