Industrielle Produktion erneuerbarer Kraftstoffe beschleunigen

Synthetische Kraftstoffe aus erneuerbaren Energien haben das Potenzial, den CO₂-Ausstoß im Vergleich zu herkömmlichen Treibstoffen um bis zu 90 Prozent zu verringern. Zwar sind sie prinzipiell bereits in nahezu allen Verkehrsträgern einsetzbar, ihre industrielle Herstellung bleibt jedoch eine Hürde.

Die Großproduktion schneller voranzutreiben, ist Ziel des vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) koordinierten Plattformprojekts InnoFuels. Dazu vernetzt es alle beteiligten Akteure, analysiert Forschungsvorhaben und initiiert neue, wo es erforderlich ist. Eine erste Zwischenbilanz zeigt: Herausforderungen wie Rohstoffknappheit, Lieferkettenprobleme oder fehlende Anreize lassen sich nur im Zusammenspiel lösen.

Neben der Vernetzung aller Beteiligten geht es in InnoFuels insbesondere um die technoökonomische Weiterentwicklung und die Gestaltung geeigneter Rahmenbedingungen. Auf dieser Grundlage wollen die Projektpartner Handlungsoptionen für politische und wirtschaftliche Entscheidungen zum Hochlauf strombasierter Flüssigkraftstoffe und fortschrittlicher Biokraftstoffe, auch reFuels genannt, entwickeln.

Seit Februar 2023 hat das Plattformprojekt dazu auch die Bedürfnisse und Interessen der verschiedenen Stakeholdergruppen analysiert. "Dabei wurde deutlich, dass Herausforderungen wie Rohstoffknappheit, Lieferkettenprobleme, fehlende marktliche Anreize sowie international uneinheitliche oder mangelhafte Regularien nicht isoliert betrachtet werden dürfen, sondern nur im Zusammenspiel überwunden werden können", so Projektkoordinator Dr. Olaf Toedter vom Institut für Kolbenmaschinen des KIT.

Sieben Säulen und starke Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik

Um Herausforderungen wie diese anzugehen, arbeitet InnoFuels in insgesamt sieben Themenbereichen. Jeden davon leitet ein Team der Projektpartner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik. Die Teams organisieren regelmäßige Workshops für Projektbeteiligte und Interessierte, erstellen Metaanalysen und Roadmaps zur Erfassung bereits vorhandener Forschungsergebnisse und prüfen diese auf Umsetzbarkeit. Zudem steht die Plattform in engem Austausch mit mehreren vom Bund geförderten Projekten zum Aufbau von Power-to-Liquid- und Advanced-Biofuels-Anlagen.

Die Themen im Überblick:

Produktion: Ziel ist ein kompakter Überblick über verfügbare Prozesspfade zur Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe. Berücksichtigt werden ausschließlich Verfahren, die eine ausreichende technische Reife aufweisen, um absehbar in eine industrielle Produktion überführt werden zu können.
Supply Chain: Der Fokus liegt auf der intelligenten Integration und Verknüpfung aller Prozesse, die zur Herstellung der reFuels notwendig sind. Betrachtet wird das Zusammenspiel zwischen der Rohstoffbereitstellung, der Herstellung von Wasserstoff, der Aufbereitung mit Kohlenstoff und dem anschließenden Verfahren zur Produktion der fertigen Kraftstoffe.
Markt & Regulierung: Hier geht es um Identifikation und Analyse der marktlichen und regulatorischen Anforderungen für den Markthochlauf der Kraftstoffe. Es gilt herauszufinden, wie ein zukünftiger reFuels-Markt gestaltet sein muss und welche Geschäftsmodelle erforderlich sind, um langfristig Bestand zu haben.
Nachhaltigkeit: Auch dieser Schwerpunkt befasst sich mit den rechtlichen Rahmenbedingungen, legt jedoch einen besonderen Fokus auf den Aspekt der Nachhaltigkeit. Im Mittelpunkt stehen die europäischen und national anerkannten Zertifizierungssysteme und die Rolle, welche die neuen Kraftstoffe in diesen Systemen spielen sollten.
Luftverkehr: In der Luftfahrt wird der Übergang zu erneuerbaren Energien seit einigen Jahren vorangetrieben. Bereits heute können sogenannte Sustainable Aviation Fuel (SAF) beigemischt und in bestehenden Triebwerken verwendet werden. Der Innovationsschwerpunkt beschäftigt sich mit Maßnahmen, die es ermöglichen, SAF bis zur gesetzlichen Frist im Jahr 2050 in Reinform vertanken zu können.
Schiffsverkehr: In der Schifffahrt werden alternative Kraftstoffe, die als Sustainable Marine Fuel (SMF) bezeichnet werden, bisher kaum genutzt. Derzeit beträgt ihr Anteil lediglich etwa 0,1 Prozent der weltweit dokumentierten Kraftstoffmenge. Der Schwerpunkt Schiffsverkehr untersucht mögliche Anreizsysteme und analysiert die Kompatibilität der SMFs mit der bestehenden Infrastruktur in Häfen und auf Schiffen.
Straße & Schiene: Im Vergleich zu anderen Anwendungen benötigt der Straßenverkehr aktuell die meiste Energie. Hier können erneuerbare Kraftstoffe ebenso wie im Schienenverkehr als ergänzende Technologie neben der Elektromobilität eine wichtige Rolle spielen. Als alternative Kraftstoffe werden hier vor allem sogenannte Drop-In-Kraftstoffe innerhalb der bestehenden Kraftstoffnormen diskutiert.

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Quelle: Karlsruher Institut für Technologie (KIT)