Eine unbequeme Wahrheit über Verbrennungsmotoren

E-Fuels sind eine große Errungenschaft und haben selbstverständlich ihre Berechtigung. Bspw. in Bereichen, die schwer zu Defossilisieren sind, wie etwa in der Luftfahrt, wo es um hohe Energiedichten bei relativ geringem Gewicht und gleichzeitig kleinem Volumen geht. Grüner Wasserstoff ist auch unerlässlich, um die Stahl- und Chemiebranche klimaneutral zu machen. Wofür er allerdings viel zu schade ist, um ihn als E-Fuel in unseren Autos in ineffektiven „Wärmekraftmaschinen“ namens Verbrennermotor zu verfeuern.

Der Einsatz, um damit den Verbrennermotor möglichst lange am Leben zu erhalten, ist energetischer und betriebswirtschaftlicher Unsinn - die Erzeugung von E-Fuels für diese Anwendung ist schlicht unwirtschaftlich.  Überdies ist die Gesamtenergiebilanz im Vergleich zum Elektroauto vernichtend.

Eine kurze Einordnung von Johannes Kückens - deutscher Wissenschaftsjournalist, Podcaster und ausgebildeter Physiker:

Das Problem mit der Verbrennung

Das Problem der Verbrennung ist die Verschwendung, respektive der schlechte Wirkungsgrad bei der Anwendung in unseren Automotoren. Verbrennungsmotoren sind physikalisch gesehen sogenannte Wärmekraftmaschinen, genau wie die gute alte Dampfmaschine. Wärmekraftmaschinen erzeugen durch Verbrennung sehr viel Wärme. Diese Wärmeenergie wird in Bewegungsenergie umgewandelt. Das Problem dabei sind die Naturgesetze - genauer gesagt, der zweite Hauptsatz der Thermodynamik. Dieser legt unverrückbar fest, dass bei diesem Prozess immer der Großteil der Energie - weit mehr als die Hälfte - als Abwärme verpuffen muss. Denn Wärme kann niemals vollständig in eine andere Energieform umgewandelt werden. Oft wird aber behauptet, dass sich das mit Ingenieurskunst und Erfindergeist noch verbessern ließe. Und diese Sicht ist jedoch falsch - man kann gegen ein Naturgesetz nicht antüfteln. Natürlich ist die kontrollierte Verbrennung über die letzten 150 Jahre sehr viel effizienter geworden. Schon Rudolf Diesel war ein Erfinder, der sich mit einigem Erfolg besonders darum bemüht hat,: Der Dieselmotor schafft zwar einen etwas besseren Wirkungsgrad als ein Benzinmotor. Aber wir sind längst am Ende der Fahnenstange bzgl. der Grenze für den Wirkungsgrad angekommen, welchen die Thermodynamik für alle Wärmekraftmaschinen festlegt, und zwar felsenfest.

Was aber ist mit E-Fuels, also synthetischen Kraftstoffen, bei deren Produktion genauso viel CO2 aus der Luft geholt wird, wie bei der Verbrennung später wieder frei wird? Ihre Gesamtbilanz müsste doch klimaneutral sein - so die Hoffnung vieler, die Verbrennungsmaschinen und Treibstoffe noch nicht abschreiben wollen.

E-Fuels sind zwar eine tolle Erfindung, wir werden sie in Zukunft sicher brauchen: für Flugzeuge oder Schiffe. Denn die lassen sich nur schwer oder gar nicht elektrifizieren, weil Akkus für deren enormen Energiebedarf zu schwer wären. Gerade bei großen Passagierflugzeugen und Containerschiffen ist daher eine Elektrifizierung kaum möglich. Elektromotoren sind viel effizienter, denn sie gehen nicht den Umweg über Wärme.

Stellt sich die Frage: Könnten E-Fuels denn nicht auch in PKW Verbrennungsmotoren klimaneutral arbeiten?

Theoretisch schon. Wenn es ausreichend E-Fuels gäbe und diese auch noch bezahlbar wären. Warum das aber aus rein physikalischen Gründen nie der Fall sein wird:

Das Problem ist wieder die Verschwendung. Denn das E in E-Fuels steht für "Elektrizität". Um E-Fuels herzustellen, braucht man große Mengen elektrischer Energie - und zwar aus erneuerbaren Quellen, da sie sonst nicht klimaneutral sind und man gleich fossile Kraftstoffe tanken könnte.

Man kann also sagen: Verbrennerautos mit E-Fuels fahren im Grunde auch auf Basis von Strom. Deshalb lassen sich Batterie-Autos und E-Fuel-Autos auch gut vergleichen. Der Stromverbrauch ist sozusagen ihr gemeinsamer Nenner. Dieser Vergleich mag aber für viele überraschend sein: 

„Mit derselben Menge elektrischer Energie,

mit der ein Batterie-Auto 100 Kilometer weit fahren kann,

fährt ein E-Fuel-Auto maximal 20 Kilometer weit.“