Auch mit erneuerbarem Strom hergestellte Kraftstoffe, wie z. B. e-Fuels und grüner Wasserstoff, zählen nach der RED III der EU zu den erneuerbaren Kraftstoffen und können zur Dekarbonisierung bzw. Defossilierung des Energieverbrauchs beitragen. Die EU hat dafür die Abkürzung RFNBO (Renewable Fuels Of Non-Biological Origin) eingeführt. Als erneuerbare Kraftstoffe nicht biogenen Ursprungs gelten flüssige oder gasförmige Kraftstoffe, deren Energiegehalt aus erneuerbaren Energiequellen mit Ausnahme von Biomasse stammt.

e-Fuels

Unter dem Sammelbegriff e-Fuels versteht man alle Arten von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen, die mit Hilfe erneuerbarer Energien synthetisiert und daher auch als Synfuels oder strombasierte synthetische Kraftstoffe bezeichnet werden. E-Fuels werden mittels elektrischer Energie aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid hergestellt. Bei Verwendung von grünem Strom und grünem Wasserstoff ergibt sich für die Herstellung von e-Fuels eine gute Klimabilanz.

E-Fuels als flüssige Otto- oder Dieselkraftstoffe haben den Vorteil, dass sie über die bestehende Tankinfrastruktur verteilt werden können. Insbesondere für Anwendungsbereiche wie Luftfahrt und Schiffverkehr, für Schwerlastverkehr und Offroad-Fahrzeuge, wo batterieelektrische Antriebe ungeeignet sind, bietet sich ein Einsatz von e-Fuels an. E-Fuels können es ggf. auch ermöglichen, den Betrieb von Bestandsfahrzeugen auf erneuerbare Kraftstoffe umzustellen.

Die Herstellung von E-Fuels ist sehr energieintensiv und so sind e-Fuels bei den aktuellen Rahmenbedingungen noch nicht wettbewerbsfähig. Die Stromkosten stellen den höchsten Kostenfaktor bei der Erzeugung dar. Einer Studie der Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) zufolge, wäre das Marktpotenzial für e-Fuels zu steigern, wenn synthetische Kraftstoffe in besonders sonnen- oder windreichen Regionen, ggf. außerhalb Europas, produziert werden.

Und so wird auch bereits seit 2023 in Patagonien (Chile) eine Pilotanlage mit Windkraft zur Herstellung von e-Fuels als synthetisches Benzin betrieben. Die dort besonders günstige Windkraft wird für die Elektrolyse genutzt. Dazu wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten und anschließend mit CO₂ aus der Atmosphäre (Direct Air Capture) zu Methanol synthetisiert. Dieses wird dann zu Ottokraftstoff weiterverarbeitet. Das Pilotprojekt Haru Oni in Chile ist ein internationales Kooperationsprojekt, das vom Bundeswirtschafts-ministerium als Leuchtturmprojekt gefördert wird. 

Methanol

Auch erneuerbares Methanol könnte künftig eine bedeutende Rolle als erneuerbarer Kraftstoff einnehmen. Methanol ermöglicht aufgrund der Energiedichte eine effiziente Speicherung und den einfachen Transport von erneuerbarer Energie. Eine Verwendung von Methanol als Kraftstoff kann zur Kraftstoffdiversifizierung beitragen und mit Verwendung von Methanol aus erneuerbaren Quellen klima- und gesundheitsschädliche Emissionen im Lebenszyklus im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen ganz erheblich reduzieren. Für Bio- bzw. E-Methanol werden vorzügliche Einsatzmöglichkeiten in der Schifffahrt und im Luftverkehr gesehen. Mit dem Verbundprojekt Methanol Standard wurden die Grundlagen für eine Standardisierung von Methanol als Kraftstoff in Europa geschaffen.

Wasserstoff

Mit erneuerbaren Energien erzeugter Wasserstoff, sog. grüner Wasserstoff, gilt als Schlüssel für die Energie- und Verkehrswende. Wasserstoff kann in vielen Anwendungen die aus fossilen Ressourcen hergestellten Brenn- und Kraftstoffe ersetzen.

Wasserstoff wird vorrangig mit dem Verfahren der Pyrolyse hergestellt. Bei einer Pyrolyse werden organische Verbindungen unter Sauerstoffausschluss thermochemisch gepalten. Dabei erfolgt keine Verbrennung. Die Herstellung von Wasserstoff ist energieintensiv. Verschiedene Pyrolyseverfahren benötigen unterschiedliche Mengen an Energie. Das bekannteste Verfahren ist die Methan-Pyrolyse, bei der Methan (CH₄) als Hauptbestandteil von Erdgas unter hohen Temperaturen in die Produkte Wasserstoff (H₂) und fester Kohlenstoff (C) zerlegt wird. Dabei entstehen keine klimaschädlichen CO₂-Emissionen. Der anfallende feste Kohlenstoff kann in zahlreichen Industriebereichen genutzt werden. Wird für die Methan-Pyrolyse Biogas bzw. Biomethan eingesetzt und der Umgebung so CO₂ entzogen, kommt es zu einer negativen CO₂-Bilanz.

Setzt man Wasserstoff im Verkehr ein, erweist sich eine Nutzung in Brennstoff-zellen in Kombination mit Elektromotoren am effizientesten. Alternativ kann Wasserstoff auch direkt in Motoren verbrannt werden, allerdings bei wesentlich geringerer Effizienz. Straßenfahrzeuge, Flugzeuge oder Schiffe mit einem Brennstoffzellenantrieb sind in der Entwicklung und auch bereits in begrenztem Umfang in Pilotanwendungen bzw. Kleinserien verfügbar. In mobilen Anwendungen ist es notwendig, den Wasserstoff in Tanks mitzuführen. Dazu muss der Wasserstoff aufwändig komprimiert oder durch Abkühlen auf tiefe Temperaturen verflüssigt werden.

Gute Perspektive hat die Brennstoffzellentechnologie für den Schwerlast-verkehr. Brennstoffzellen-Lastkraftwagen besitzen einen elektrischen Antriebsstrang. Die Energie zur Versorgung der Batterie wird aus Wasserstoff gewonnen, der in den Brennstoffzellen des Fahrzeugs in Strom umgewandelt wird. LKWs mit Brennstoffzellen können den hohen Anforderungen an Zuladung, Reichweite und Flexibilität besser gerecht werden als rein batterieelektrische Lastkraftwagen. https://www.gp-joule.com/de/newsroom/detail/gp-joule-versorgt-und-revolutioniert-den-lkw-verkehr