Forschungsinformationssystem des BMVI

zurück Zur Startseite FIS

Regenerativ erzeugte Kohlenwasserstoffe im Kontext der Sektorkopplung

Erstellt am: 05.10.2018 | Stand des Wissens: 11.12.2023
Synthesebericht gehört zu:

Im Energiesystem der Zukunft werden regenerativ erzeugte Kohlenwasserstoffe aus Biomasse und / oder Strom in großem Umfang als Brenn- und Kraftstoffe benötigt. Dies betrifft neben Industrieprozessen vor allem Bereiche des Verkehrssektors, in denen eine direkte Elektrifizierung auch mittelfristig technisch nicht realisierbar erscheint, etwa in der Luft-, Binnen- und Seeschifffahrt sowie in Teilen des Schwerlastverkehrs auf der Straße. Dabei haben flüssige Energieträger im Vergleich zu gasförmigen Energieträgern wesentlich höhere Energiedichten. Aus diesem Grund sind sie vor allem im Flugverkehr unverzichtbar [UBA14d, S. 69].
Wesentlicher Vorteil dieser Kohlenwasserstoffe aus erneuerbaren Energiequellen ist die potentiell mögliche sektorübergreifende Verwendung in Industrie, Chemie, Wärme und Verkehr. Darüber hinaus ist eine flächendeckende Infrastruktur zum Transport, zur Speicherung und zur Verteilung flüssiger und gasförmiger Kraft- und Brennstoffe bereits vorhanden. Im Verkehrssektor sind für den Einsatz von Biokraftstoffen, Power-to-Gas (PtG) oder Power-to-Liquid (PtL) allenfalls geringfügige Anpassungen der heutigen Motorentechnik notwendig [SRU21, S.60].
Aus Strom erzeugte Brenn- und Kraftstoffe (PtL / PtG) und biomassebasierte Kohlenwasserstoffe sind Substitute. Je nach Annahmen über die nutzbaren Potentiale zur Erzeugung von Energie(-trägern) aus Biomasse unterscheiden sich die Ergebnisse verschiedener Studien hinsichtlich des Einsatzes von Power-to-X (PtX) und Kraftstofferzeugung aus Biomasse erheblich: Je höher das Biomassepotential angesetzt wird, desto weniger PtX wird benötigt. Einen hohen Einfluss auf beide Größen hat zudem das Vermeidungsziel, das definiert, wieviel Energie fossilen Ursprungs bis 2050 im Gesamtsystem verbleibt und als Treibstoff verwendet werden kann. Selbst bei hohen Kohlenstoffdioxid (CO2)-Preisen für fossile Energiequellen (Erdöl und Erdgas) ist von deutlich niedrigeren Kosten gegenüber den Herstellungskosten für Kraftstoffe aus Strom oder Biomasse auszugehen [AgFr18; ISI17]. Dies führt dazu, dass bei Vermeidungszielen am unteren Rand der politischen Ziele, das heißt 80 Prozent gegenüber dem Jahr 1990, weiterhin Kraftstoffe aus fossilen Quellen zum Einsatz kommen können, während diese bei höheren Vermeidungszielen vollständig ersetzt werden müssen.
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Regenerativ erzeugte Kraftstoffe im Kontext der Sektorkopplung (Stand des Wissens: 05.01.2024)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?490455
Literatur
[AgFr18] Agora Verkehrswende, Agora Energiewende, Frontier Economics (Hrsg.) Die zukünftigen Kosten strombasierter synthetischer Brennstoffe, 2018/02/28
[ISI17] Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Prof. Dr. M. Wietschel , Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH, Technische Universität Wien, Consentec GmbH, M-Five, TEP Energy GmbH (Hrsg.) Langfristszenarien für die Transformation des Energiesystems in Deutschland. Modul 0: Zentrale Ergebnisse und Schlussfolgerungen, 2017/09
[SRU21] Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU) (Hrsg.) Wasserstoff im Klimaschutz: Klasse statt Masse, 2021
[UBA14d] Umweltbundesamt (Hrsg.) Treibhausgasneutrales Deutschland im Jahr 2050, 2014/04
Glossar
Biomasse Biomasse umfasst:
  • Reststoffe wie z.B. Restholz, organische Abfälle (Biomüll, Gülle etc.), Stroh sowie
  • Energiepflanzen wie z.B. Raps, schnell wachsende Baumarten, Energiegetreide, Miscanthus.
HC
= hydrocarbons, zu Deutsch: Kohlenwasserstoffe. Als Kohlenwasserstoffe werden in der Chemie Verbindungen bezeichnet, die ausschließlich Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H) im Molekül enthalten.
CO
= Kohlenstoffmonoxid. CO ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.
Power-to-X
Power-to-X ist ein Oberbegriff für verschiedene technologische Verfahren, bei denen elektrische Energie in chemische Energie oder in Wärme umgewandelt wird. Dies ermöglicht eine Speicherung und anderweitigen Nutzung von Stromüberschüssen in Zeiten eines Überangebotes variabler erneuerbarer Energien wie Solarenergie, Windenergie und Wasserkraft.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?489983

Gedruckt am Sonntag, 21. Juli 2024 18:01:32