Stand der Akzeptanz von alternativen Kraftstoffen

Seit etwa hundert Jahren läuft die Welt mit Erdöl. Erdölkraftstoffe wie Benzin, Diesel, Heizöl und Kerosin haben Autos, Lastwagen, Schiffe und Flugzeuge angetrieben, ohne dass alternative Kraftstoffe eine Rolle dabei gespielt hätten. Dies ändert sich schnell, dank einer Reihe neuer Kraftstoffe. Im Folgenden werden die wichtigsten von ihnen und ihr jeweiliger Stand der Einführung vorgestellt.

Die Nachfrage nach erneubarem Diesel nimmt zu

Hydriertes Pflanzenöl (HVO), auch bekannt als erneuerbarer Diesel, ist ein Ersatz für Diesel. Seine Nutzung wird nur durch ihre Verfügbarkeit eingeschränkt, die derzeit recht eingeschränkt ist. Laut dem US-Energieministerium gab es 2020 fünf Anlagen, die erneuerbaren Diesel produzierten, mit einer jährlichen Gesamtkapazität von 550 Millionen Gallonen. Das mag zwar viel zu sein, ist aber nur ein Tropfen auf den heißen Stein im Vergleich zum Gesamtverbrauch an Dieselkraftstoff, der sich allein in den Vereinigten Staaten auf etwa 122 Millionen Gallonen pro Tag beläuft.

Mit der Inbetriebnahme weiterer Produktionskapazitäten, die den Verbrauch um 8 Milliarden Gallonen pro Tag erhöhen könnten, und einer anhaltenden Nachfrage wird der Einsatz von erneuerbarem Diesel in den nächsten fünf bis zehn Jahren sowohl im Straßenverkehr als auch in der Industrie drastisch zunehmen.

Biodiesel – Wird sich seine Verfügbarkeit auf den Verbrauch auswirken?

Die Verwendung von Biodiesel -Mischungen ist nicht ungewöhnlich, obwohl sie auch durch die Verfügbarkeit begrenzt ist. 2020 wurden in den Vereinigten Staaten etwa 2 Milliarden Gallonen Biodiesel produziert. In vielerlei Hinsicht ist erneuerbarer Diesel Biodiesel überlegen. Erneuerbarer Diesel wird in der Regel als Ersatz für regulären Diesel betrachtet, während der Betrieb mit Biodieselmischungen über B20 zu Problemen bei der Kraftstofflagerung, dem Gelieren des Kraftstoffs bei mäßig niedrigen Temperaturen und der Haltbarkeit des Einspritzsystems führt. Es wird daher erwartet, dass Biodiesel in den kommenden zehn Jahren mit Ausnahme von Nischenanwendungen verdrängt werden wird.

Erdgas ersetzt in vielen industriellen Anwendungen flüssige Kraftstoffe

Erdgas ist derzeit die erste Alternative für Motoranwendungen. Müllwagen und Busse, die mit Erdgas betrieben werden, sind besonders weit verbreitet. Erdgas ersetzt auch weiterhin flüssige Brennstoffe in einer Vielzahl von industriellen Anwendungen, wie z. B. Spitzenstromerzeugung, Öl- und Gasproduktion, Bergbau und andere Anwendungen. Der weltweite Erdgasverbrauch nimmt seit 20 Jahren stetig um etwa 2 % pro Jahr zu. Für den Zeitraum zwischen 2021 und 2025 rechnet die Internationale Energieagentur mit einer leichten Verlangsamung der Nachfrage. Ein Großteil der neuen Nachfrage wird aus dem asiatisch-pazifischen Raum kommen. Über das Jahr 2025 hinaus können die Prognosen je nach Makroszenarien der Einführung erneuerbarer Energien sehr unterschiedlich sein.

Bioerdgas, eine klimafreundliche Alternative zu Erdgas 

Bioerdgas (RNG) wird aus organischen Abfällen wie Tierdünger hergestellt. Es ist fast nicht von Erdgas zu unterscheiden, das aus fossilen Ressourcen gewonnen wird. RNG wird als kohlenstoffarme Alternative zu Erdgas oder einfach dort eingesetzt, wo die Verfügbarkeit von Erdgas eingeschränkt ist. Bioerdgas ist zwar sehr gefragt, jedoch wird seine Verfügbarkeit von Anwendungen und Regionen bestimmt. Zum Beispiel sind 60 % aller in den USA verwendeten Erdgaskraftstoffs im Straßenverkehr bereits RNG.

Erdgas- und grüne Wasserstoffmischung ist bei den Verbrauchern beliebt

Die Vermischung von Wasserstoff aus erneuerbarer Energie in bestehende Erdgasnetze ist eine attraktive Idee. Für die Wasserstoffproduzenten löst es das Problem des Wasserstofftransports zu den Kunden. Für die Verbraucher führt dies ohne oder mit geringem Aufwand zu reduzierten CO2-Emissionen. Europa ist in dieser Hinsicht führend und hat mehrere Pilotprojekte auf den Weg gebracht. Die netzunabhängige Mischung ist eine Option für Kraftwerke, wenn ihr Erdgasanbieter keinen Wasserstoff mischt. Die netzunabhängige Mischung ist eine Option für Kraftwerke, wenn ihr Erdgasanbieter keinen Wasserstoff mischt. Kraftwerke mischen Wasserstoff mit dem Erdgas, das sie auf ihrem Gelände erhalten. Der Wasserstoff kann vor Ort hergestellt oder aus anderen Quellen stammen. In Utah (USA) beispielsweise wird das Intermountain-Kraftwerk derzeit mit Verbrennungsturbinen ausgestattet, die zunächst mit einer 20%igen Mischung aus Wasserstoff und Erdgas betrieben werden sollen, mit der Absicht, in den kommenden 10 Jahren auf eine 100%ige Wasserstoffverbrennung umzustellen. 

Wachsender Einsatz von grünem Wasserstoff erwartet

Die Verwendung von grünem Wasserstoff in Kraftfahrzeugen ist noch selten, aber es wird erwartet, dass er in mittleren und schweren Fahrzeugen immer häufiger eingesetzt wird. Cummins Inc. entwickelt sowohl Brennstoffzellen als auch Wasserstoffverbrennungsmotoren für den Einsatz in Lkws, Bussen und anderen Fahrzeugen.

Des Weiteren ist das Interesse sehr groß, grünen Wasserstoff in der chemischen Verarbeitungsindustrie und für die Ammoniakproduktion (in erster Linie für die Düngerproduktion) zu nutzen. 

Methanol und Ammoniak - einfachere Lagerung, Transport und Handhabung 

Methanol und Ammoniak sind Energieträger, die aus grünem Wasserstoff hergestellt werden können. Da sie bei Raumtemperatur in flüssiger Form vorliegen, sind sie einfacher zu lagern, zu transportieren und zu handhaben als Wasserstoff. Heute werden Methanol und Ammoniak hauptsächlich aus Erdgas hergestellt. Methanol und Ammoniak können aber auch aus erneuerbaren Ressourcen wie Biomasse oder erneuerbarem Wasserstoff hergestellt werden. Methanol und Ammoniak sind weit verbreitete Chemikalien, die in einer Vielzahl von industriellen Prozessen eingesetzt werden. Diese Prozesse können durch die Umstellung auf grünes Methanol oder Ammoniak effektiv dekarbonisiert werden. Sie haben auch Potenzial als Motorkraftstoffe, insbesondere für Schiffsantriebe, oder - im Falle von Ammoniak - als Ersatzbrennstoff für Kohle in bestehenden Kraftwerken. Diese Verwendungszwecke sind derzeit auf Demonstrationsprogramme beschränkt, aber die von Lloyd's Register zitierten Experten gehen davon aus, dass Ammoniak bis zum Jahr 2030 7 des gesamten weltweit in der Schifffahrt verwendeten Kraftstoffs ausmachen könnte. Darüber hinaus befinden sich heute mehrere Schiffe mit Treibstoff auf dem Wasser, darunter Fähren, Offshore-Supportschiffe und Chemikalientanker. Methanol ist weltweit verfügbar und lässt sich gut mit bestehenden Motorentechnologien kombinieren. Ein entscheidender Vorteil von Methanol ist, dass es sich leicht mit Wasser mischen lässt und nur mäßig gefährlich für die Meeresumwelt ist - im Gegensatz zu Erdölkraftstoffen und Ammoniak.

Neben dem Stand der Einführung alternativer Kraftstoffe ist es wichtig, ihre Fähigkeit zur Emissionsreduzierung und andere Vor- und Nachteile zu berücksichtigen, die bei der Umstellung auf diese Kraftstoffe auftreten können.