E-Fuels machen CO₂-neutrales Autofahren möglich

CO₂ gilt vielen als Inbegriff des Klimawandels. CO₂ ist allerdings nicht nur ein Treibhausgas, sondern auch ein chemischer Baustein, den man in vielfältiger Weise nutzen kann – beispielsweise zur Herstellung von synthetischem Diesel. Der ist deutlich emissionsärmer, als Kraftstoff auf Mineralölbasis.

Das käme wegen der geringeren Feinstaub- und NO₂-Emissionen direkt der Umwelt zugute. Und trüge gleichzeitig zum Klimaschutz bei, da das so ausgestoßene Kohlendioxid nicht aus zusätzlich verbranntem Kraftstoff stammen würde.

Die Idee, aus Kraftwerksabgasen synthetischen Diesel herzustellen, könnte am Innovationszentrum Kohle Niederaußem schon bald Realität werden. In den kommenden zwei Jahren entsteht an dem rheinischen RWE-Standort eine Pilotanlage, um das Kohlendioxid im Sinne des Klimaschutzes nutzbar zu machen.

CO₂ abscheiden und nutzen

Bereits Ende 2017 wurde in Niederaußem mit der CO₂-Wäsche in Kooperation mit BASF und Linde eine Methode zur CO₂-Abscheidung und -speicherung, kurz CCS (von engl.: Carbon Capture and Storage), erfolgreich getestet und zur Marktreife geführt. Durch die Wäsche wird aus den Rauchgasen des Braunkohlenkraftwerksblocks mit optimierter Anlagentechnik (BoA) hochreines CO₂ gewonnen – ein wertvoller Rohstoff für weitere chemische Anwendungen.

Die neue Pilotanlage am Kraftwerk Niederaußem wird aus diesem Kohlendioxid einen Kraftstoff herstellen, den jeder Dieselmotor nutzen kann. Lediglich Tank und Einspritzung benötigen dazu eine Anpassung, weil der Kraftstoff einen etwas geringeren Brennwert besitzt und unter Druck lagern muss. Zusätzliche Katalysatorprozesse oder der Einsatz von Additiven ist allerdings nicht notwendig, damit der neue Kraftstoff möglichst rußfrei verbrennt und im Vergleich zu herkömmlichem Diesel weniger Stickoxide freisetzt.

Aus CO₂ wird Dimethylether

Der neue Kraftstoff ist eine Substanz, die aus dem Alltag hinlänglich bekannt ist: Dimethylether – kurz: DME. Dieser Stoff kommt aktuell vor allem als Treibmittel in Spraydosen zum Einsatz. Das leicht entzündliche, ungiftige Gas hat allerdings auch ideale Kraftstoff-Eigenschaften. Um DME herzustellen, sind neben Kohlendioxid lediglich die Komponenten Wasser und Strom notwendig. Das Wasser wird per Elektrolyse in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten. Der gewonnene Wasserstoff reagiert dann in einer Syntheseanlage mit dem CO₂, sodass das gewünschte Dimethylether mit der chemischen Formel C₂H₆O entsteht.

Regenerativen Strom speicherbar machen

Schon heute stammt das CO₂, das für die Kraftstoffproduktion der Pilotanlage in Niederaußem benötigt wird, direkt aus den Rauchgasen, die bei der dortigen Kohleverstromung freigesetzt werden. Der Strom für den Elektrolyse-Prozess soll künftig vorwiegend aus Überschussstrom regenerativer Quellen kommen. So könnten beispielsweise nächtliche Winde auch dann genutzt werden, wenn die Produktion der Windkraftanlagen die öffentliche Versorgungsinfrastruktur überlasten würden. Die Produktion des Kraftstoffs Dimethylether kann damit überschüssigen Ökostrom langfristig speicherbar machen und helfen, ein Kernproblem der Energiewende zu lösen.

Von CCS zu CCU

Die Pilotanlage in Niederaußem ist ein prägnantes Beispiel, wie sich aus der CCS-Technologie – also dem Abspalten und Einlagern des Kohlendioxids – eine CCU-Technologie (von engl.: Carbon Capture and Usage) machen lässt, bei der das abgespaltene Kohledioxid eine wirtschaftliche Verwendung findet.

Das Projekt wird unter dem Namen ALIGN-CCUS von der Europäischen Union (EU) und dem Bund mit rund 1,7 Millionen Euro gefördert. Zwei weitere Förderprojekte für den Einsatz des eingefangenen CO₂ sind OCEAN, bei dem Oxalsäure als Grundlage für hochwertige Chemieprodukte produziert wird, und LOTER.CO2M, das die Herstellung von Methanol effizienter machen soll. Auf diese Weise wird klimaschädliches CO₂ zu einem neuen Rohstoff.