Tanken
Grüner Sprit aus der heimischen Brennstoffzelle - ist das die Zukunft? Bildrechte: Colourbox.de

Tschüss Erdöl! Synthetischer Kraftstoff: Die Tankstelle im Keller

Diese Erfindung hat das Potential die Welt zu verändern: Eine Rostocker Firma hat eine erste Pilotanlage für eine klimaneutrale Brennstoffzelle entwickelt. Die Vision ist einfach: Jeder Haushalt soll so ein Gerät im Keller haben und aus den "Zutaten" Kohlendioxid, Wasser und Strom aus erneuerbaren Energiequellen sein eigenes Methanol herstellen. Denn das ersetzt Erdöl komplett, so dass man damit nicht nur heizen kann, sondern auch tanken - eine Tankstelle im heimischen Keller sozusagen.

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Grüner Sprit aus der heimischen Brennstoffzelle - ist das die Zukunft? Bildrechte: Colourbox.de

Die Brennstoffzelle im Keller

Essen ist derzeit die "Grüne Hauptstadt Europas". Deshalb passt es auch, dass hier die erste Pilotanlage des Rostocker Start-ups Gensoric steht. Hier wird mithilfe von Kohlendioxid aus der gewöhnlichen Umgebungsluft, Wasser und grünem Strom ein Ersatz für Erdöl erzeugt: Methanol - ein klimaneutraler Energiespeicher. Dieses Verfahren nennt sich Power-to-Liquid und gilt als ein Hoffnungsträger der Energiewende.

Ein stationäres System für den Hausgebrauch

Die Vision der Rostocker ist, dass jeder Haushalt mit einer Methanol-Brennstoffzelle ausgestattet und so völlig unabhängig von fossilen Brennstoffen wie Erdöl und Kohle wird. Dass das durchaus realistisch ist, haben sie mit der Pilotanlage nachgewiesen: "Das Verfahren funktioniert unter normalen Bedingungen", sagte Nils Methling, Leiter Geschäftsentwicklung bei Gensoric. Tatsächlich ist die Anlage sogar TÜV-geprüft und von der Elektrikerinnung abgenommen. In der Biotherme helfen Enzyme dabei, aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid Methanol zu gewinnen.

Grüner Sprit aus der Pilotanlage

Das Projekt des kleinen Rostocker Unternehmens hat bereits das Interesse eines Stromriesen geweckt. So hat den Bau der Pilotanlage die RWE-Tocherfirma Innogy als "grünes Leuchtturmprojekt" unterstützt. Das Ziel: Eine Methanolbrennstoffzelle soll Autos und ein Fahrgastschiff antreiben und die Autos sogar in die Stromversorgung von Gebäuden einbinden. Das würde ein Kernproblem der Energiewende lösen: Denn grüner Strom lässt sich nur eingeschränkt speichern. Methanol könnte als "grüner Sprit" genutzt werden, wo Akkus nicht reichen - etwa bei Flugzeugen oder langen Strecken im Elektroauto.

Wie das CO2 aus der Luft kommt

Für den Chemnitzer Thomas von Unwerth, Professor für Alternative Fahrzeugantriebe, klingt das Rostocker System "erstmal interessant". Stationäre Technologien wie diese seien ein guter, innovativer Ansatz. Allerdings sieht er ein Problem: "Wenn wir allerdings in die Technologie genauer rein schauen, wirft das viele Fragen auf. Zum Beispiel lese ich von einem CO2-Filtersystem, da stellt sich mir als Ingenieur die Frage, wie groß, wie schwer und vor allem wie teuer ein solches CO2-Filtersystem ist?" Die Antwort der Rostocker stammt aus der Raumfahrttechnik: Das Kohlendioxid werde mit einer Technologie aus der Umgebungsluft gefiltert, die die Firma Skytree ursprünglich für die Europäische Weltraumagentur ESA entwickelt habe. Sie sei auch in der Internationalen Raumstation ISS verbaut, so eine Gensoric-Sprecherin.

Das ist für mich fragwürdig, aber wenn das gelingt auf eine wirtschaftliche Art und Weise, dann ist das ein System, mit dem man aus erneuerbaren Energien über Enzyme Methanol... und in einer Methanol-Brennstoffzelle elektrische Energie und Wärme erzeugen kann. Für funktional halte ich dieses System auf jeden Fall.

Prof. Dr.-Ing. Thomas von Unwerth, TU Chemnitz

Marktreife Version noch in Entwicklung

In einem halben Jahr will das Team weitere Pilotanlagen präsentieren. Die sollen dann tatsächlich für den Einsatz in normalen Wohngebäuden sein. Nach eigenen Angaben des Unternehmens gibt es bereits jetzt zahlreiche Interessenten wie etwa Architekturbüros. Kein Wunder eigentlich, denn die Technik ist nicht nur grün, sondern soll auch relativ preiswert sein. Das Unternehmen will das System für einen Preis von bis zu 15.000 Euro anbieten - allerdings ohne Solaranlage und Blockheizkraftwerk, das Methanol verarbeiten kann. Sinnvoll wäre es also zunächst für Haushalte, die beides bereits nutzen. Doch zunächst muss das "Willpower Energy-System" marktreif werden. Dazu haben die Rostocker eine Crowdfunding-Kampagne gestartet.

Infografiken zur Funktionsweise des Power-to-Liquid-Systems der Firma Gensoric
Das Willpower Energy-System soll die erste Biotherme für den Heimgebrauch werden. Bildrechte: Gensoric GmbH

Energiespeicher Methanol

Ein großes Problem der Energiewende ist das Speichern von Strom: Wenn der Wind stark weht und die Sonne oft scheint, wird mehr Strom produziert als eigentlich gebraucht wird. Doch statt ihn zu speichern für windstille Zeiten, werden die Windräder abgeschaltet, wenn zu viel Strom ins Netz kommt. Das Problem: Es fehlen schlichtweg die Speicher. Dafür könnte das Methanol aus der Biotherme ein Teil der Lösung sein. Indem die Energie aus den erneuerbaren Quellen dazu genutzt wird, Methanol zu erzeugen, wird sie sozusagen darin gespeichert. Denn später kann das Methanol ganz einfach wieder verbrannt werden und erzeugt wiederum Energie - so wie es auch bei Öl der Fall ist.

In der Verwertung der anfallenden Überschüsse bei den erneuerbaren Stromquellen sieht auch der Chemnitzer Professor Thomas von Unwerth das Potential der Power-to-Liquid-Technologie: "Die Vorteile sind, dass wir hier tatsächlich aus erneuerbaren Energien aus Windkraft, Photovoltaik und Wasserstoff einen Kraftstoff erzeugen können", sagt er. Dennoch sieht der Experte einen Haken:

Ein Nachteil dürfte sein, dass der Energiewandlungsprozess sehr energieintensiv ist. Das heißt, Sie erzeugen selbst einen Kraftstoff, den Sie dann wieder in einem nächsten Prozessschritt in einer Brennstoffzelle in elektrische Energie und Wärme umwandeln. Dadurch wird die Energiekette sehr lang und der Wirkungsgrad von der Primärenergiequelle bis zum Endversorger fällt gering aus.

Prof. Dr.-Ing. Thomas von Unwerth, TU Chemnitz

Die Power-to-Liquid-Technologie

Unter der Bezeichnung Power-to-Liquid werden technisch Prozesse zusammengefasst, bei denen mithilfe von Energie aus erneuerbaren Energiequellen flüssige Kraftstoffe erzeugt werden sollen. Dabei wird außerdem meist auch noch schädliches Kohlenstoffdioxid gebunden. Derzeit gibt es drei verschiedene Methoden:

Stromerzeugung
Grundlage für Power-to-Liquid-Technologien sind erneuerbare Energien Bildrechte: colourbox

Kraftstoffherstellung mittels Synthesegas

Ein Power-to-Liquid-Prozess greift auf sogenannte Synthesegase zurück. Dabei handelt es sich um einfachen Wasserstoff aus Wasser und Kohlenstoff aus dem Kohlendioxid in der Luft. Daraus entstehen mittels Synthese langkettige, flüssige und feste Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Benzin oder Diesel. Der Vorreiter in diesem Verfahren ist die Dresdner Firma Sunfire, die mittels einer Testanlage bereits ihren Rohölersatz "Blue Crude" herstellt.

Verflüssigung von EE-Gas

Das sogenannte EE-Gas wird im Power-to-Gas-Prozess aus erneuerbaren Energien gewonnen. Das Synthesegas wird hier mittels Wasserelektrolyse chemisch hergestellt. In einem weiteren Prozessschritt wird es verflüssigt. Das kostet zwar erneut Energie, allerdings ist das Gas in flüssiger Form leichter zu transportieren.

Biotechnologischer Prozess

Bestimmte Mikroben sind in der Lage Solarenergie in flüssigen Treibstoff zu verwandeln. So wurde unter anderem bereits vor fünf Jahren eine Forschungsarbeit der University of California veröffentlicht, die einen elektro-mikrobiellen Bioreaktor beschreibt. Der soll mit Hilfe von gentechnisch veränderten Bakterien verschiedene flüssige Butanole erzeugen.

Die Vorreiter aus Dresden

Ein Vorreiter der Power-to-Liquid-Technologie kommt aus Dresden. Das Unternehmen Sunfire stellt hier "Blue Crude" her - obwohl der Rohölersatz eigentlich farblos ist. Sie sind damit Teil des ostdeutschen Innovationsprojekts "Hypos", das sich mit der Nutzung von temporärem Stromüberschuss aus Wind und Sonne zur wirtschaftlichen Elektrolyse von Wasserstoff beschäftigt.

Für ihr Verfahren brauchen sie nur drei einfache Stoffe: Wasser, das Klimagas Kohlenstoffdioxid und elektrischen Strom aus erneuerbaren Energiequellen. Den Dresdnern ist es gelungen, die einzelnen chemischen Prozessschritte in einer komplizierten Testanlage ablaufen zu lassen. Neben der Tatsache, dass der Rohölersatz den Klimakiller Kohlendioxid bindet, hat er dem Unternehmen zufolge noch mehr Vorteile: Der Kraftstoff rußt nämlich nicht, enthält weniger Schadstoffe als herkömmliche Kraftstoffe und Schwefel ist ebenfalls nicht drin. Und wegen seiner hohen Oktanzahl ist er auch noch gut für den Dieselmotor.

Im Mai gab Sunfire bekannt, bereits drei Tonnen des synthetischen Öls "Blue Crude" in der Testanlage produziert zu haben. Dafür seien knapp zehn Tonnen Kohlendioxid verwendet worden. Ein Teil dieser Produktion ging zum Test an den Autobauer Audi. Der synthetische Kraftstoff "Audi e-Diesel" habe hervorragende Eigenschaften gezeigt, so das Unternehmen. Der nächste Schritt soll die Markteinführung sein. Und das Potential ist groß: In den vergangenen Monaten hätten beispielsweise Flugzeugbauer, Fluglinien, Lkw-Hersteller und Hersteller von Spezialchemikalien bei Sunfire Interesse am grünen Ölersatz angemeldet.

Über dieses Thema berichtet MDR AKTUELL: im Radio | 27.07.2017 | 05:51 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 26. Juli 2017, 17:24 Uhr