«Synfuel funktioniert problemlos»

Synfuel funktioniert, dies beweist ein Feldversuch der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) in Zusammenarbeit mit Amag Classic. Besonders auch für klassische Fahrzeuge bestehen für die Verwendung von synthetisch hergestelltem und CO2-neutralem Treibstoff keine Vorbehalte. Knapp eineinhalb Jahre Zeit haben sich die Partner zur Gewinnung ihrer Testresultate gelassen, die im Schaulager der Amag inmitten historischer Fahrzeuge präsentiert wurden.

Für Christian Bach, den Studienleiter der Empa, war die Motivation zur Zusammenarbeit mit der Amag leicht zu begründen. Selbst wenn die Zukunft ab 2035 rein elektrisch sein sollte, ist auch 2040 noch mit einem signifikanten Anteil von Verbrennerfahrzeugen zu rechnen. Rund zwei Millionen davon werden dann noch immer auf unseren Strassen unterwegs sein. Deren Ersatz ist weder möglich noch sinnvoll, immerhin sind diese Fahrzeuge voll funktionsfähig und werden sämtlichen an sie gestellten Anforderungen noch immer gerecht. Im Zusammenhang mit der Suche nach ­einer CO2-neutralen Lösung für den Flugverkehr gibt es zudem keinen Weg um synthetischen Treibstoff her­um. Wie Christian Bach ausführte, fallen neben rund 75 Prozent Kerosinersatz bei einer Synthese etwa dieselben Mengen der verschiedenen Treibstoffarten an wie bei der Raffinierung von Mineralöl: etwa 15 Prozente Diesel, zehn Prozent Benzin und ein kleiner Rest in Form von Gasen.

Selbst wenn also kein besonderes Augenmerk auf die Verwendung von Synfuel in herkömmlichen Verbrennungsmotoren gelegt würde, generiert dessen Einsatz in der Luftfahrt als Nebenprodukt fahrzeugfähigen Treibstoff. Damit lässt sich bereits im Ansatz die Frage nach Sinn oder Unsinn der Umwandlung von nachhaltiger Elektrizität in eine lager- und über weite Strecken transportfähige Energieform statt ihres direkten Einsatzes in Form von Strom für Batterien beantworten: Wird künftig mit synthetischem Treibstoff geflogen, so wird prozessbedingt auch ein gewisses Quantum an synthetischem Treibstoff für Fahrzeuge zur Verfügung stehen. Und nur ein ausgesprochener Fatalist würde ernsthaft glauben, dass wir innerhalb der nächsten zwanzig Jahre aufs Fliegen verzichteten.

Aus Atmosphäre statt Boden

Statt im Boden eingelagertes CO2 freizusetzen, wie es beim Verbrennen fossiler Brennstoffe passiert, wird bei der Synthetisierung von Treibstoff in ­einem Kreislauf hauptsächlich atmosphärisches oder in Biomasse gebundenes CO2 verwendet. Die weiteren Grundlagen bilden Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Verwendet man ausschliesslich Wasser und Kohlendioxid, ist der Prozess klimaneutral, die Basis des in den Versuchen verwendeten Synfuels hingegen bildete Lignin, also Zellstoff. Dieser stammt aus dem, was die Landwirtschaft als Reststoff übrig lässt. Der Weg dieser Synthese über Methanol, Diethylether und Alkene führt zu einer Reduktion von immerhin 70 Prozent CO2 im Vergleich zu fossilem Treibstoff. Der Grund, dass dieser Treibstoff verwendet wurde, war dessen Verfügbarkeit. Dieses von P1 Fuels generierte Benzin ist übrigens auch die Basis des aktuell für Motorsportanwendungen zur Verfügung stehenden Treibstoffs. Bekanntlich engagiert sich aber die Amag selber an einem Projekt zur Herstellung synthetischer Treibstoffe, die Firma Synhelion plant, dafür direkt Sonnenenergie zu verwenden. Ab Mitte Jahr wird der Start einer ersten Anlage erwartet, die Kapazität bleibt mit 5000 Litern vorerst allerdings bescheiden. Ab 2027 dürfe man aber mit grösseren Mengen rechnen, liess der Co-Projektleiter und Amag-Gruppen-PR-Verantwortliche, Dino Graf, die Anwesenden wissen.

Doch unabhängig davon, ob der Treibstoff auf der Basis von Biomasse oder von Wasser und atmosphärischem CO2 generiert wird, sollte dessen Verwendung keinerlei Einschränkungen oder Modifikationen in einem herkömmlichen Verbrennungsmotor bedingen. Ein Ziel der Studie war es, zu beweisen, dass eine bestehende Flotte ab der ersten Tankfüllung CO2-reduziert oder gar CO2-neutral betrieben werden kann.

Für Autos problemlos

Das Wichtigste vorweg: Der Einsatz in zwei Klassikern der Amag zeigte keinerlei beunruhigende Befunde. Geprüft wurde die Verträglichkeit mit Dichtungsmaterialien, Metallteilen wie Vergasern oder Benzinpumpen, aber auch mit Lagern und Motorteilen selber. Gemessen wurde dazu etwa die Zahl der Abriebpartikel im Motorenöl. Mit Tauchversuchen prüften die Forscher der Empa zudem die Beständigkeit von Druckgussgehäusen oder Düsennadeln in klassischen Vergasern. Als Probanden diente ein VW Golf 1 mit Gussmotorblock und Aluminiumzylinderkopf sowie ein Plymouth Valiant mit einem Slant-Six-Sechszylinder aus Grauguss vom Kopf bis zum Motorblock.

Ein erhöhter Bleigehalt im Motorenöl hätte die Wissenschaftler auf einen möglichen Mehrverschleiss der Lager deuten lassen. Auch die vermutete Gefahr, dass Synfuel alte Ablagerungen lösen könnte, hätte sich durch eine höhere Bleikonzentration belegen lassen können. Und eine Veränderung bei der Zahl der Eisenpartikel hätte einen sich allgemein verändernden Verschleiss angezeigt. Allen Versuchen gingen eine Leistungsmessung und ein Kompressionstest voraus. Wichtig zu wissen ist auch, dass der für die Studie verwendete Treibstoff die Freigabe der wichtigsten Hersteller zur Verwendung in ihren aktuellen Verbrennerfahrzeugen besitzt. Mittels C14-Methode, der Messung eines Kohlenstoff-Isotops, die auch bei der Altersbestimmung in der Archäologie verwendet wird, haben die Empa-Forscher zudem auch nachgewiesen, dass der biosynthetische Treibstoff zu 87 Prozenten eindeutig nicht-fossilen Kohlenstoff enthält. Die Oktanzahl beträgt 98, der Anteil des Klopfverhinderers MTBE, eines Bestandteils des Raffinierungsprozesses, ist etwas höher als bei Pumpenbenzin. Der Stoff kann aber nach einer Angewöhnungszeit sogar von den Bakterien einer Kläranlage abgebaut werden, wie Studienleiter Christian Bach erklärte.

Der synthetische Treibstoff könne in der Summe seiner Eigenschaften – und bei fast demselben Siedepunkt wie dem von Benzin und bei ebenso nahezu gleich hohem Heizwert – völlig bedenkenlos als sogenanntes Drop-in-Fuel ohne Veränderung an bestehenden Fahrzeugen und an der Tankin­frastruktur normalem Benzin beigemischt werden.

Das eröffnet die Chance, dass Synfuel entsprechend den stetig grösser werdenden Kapazitäten nach und nach den fossilen Treibstoff ersetzen kann – ohne irgendwelche begleitende Massnahmen. Bei modernen Fahrzeugen, die die Euro-Norm 5 erfüllten, liessen sich Abgaswerte erreichen, die Euro 6 entsprächen, ergänzte Bach. Der Treibstoffverbrauch bleibe beim Einsatz von Synfuel zudem gleich.

Auch Aramco, der Konzern, der hinter der saudischen Ölförderung steckt, will per 2030 für die Produktion von Synfuel bereit sein, als Preisziel werden rund zwei Dollar pro Liter genannt. Dies wird allerdings massgeblich auch von der Politik abhängen. Die Resultate der Amag-Empa-Studie aber bestärken die Meinung, dass die Technologieoffenheit in der Mobilität unbedingt gewahrt werden müsse und dass eingleisige Lösungen der Komplexität der Frage kaum gerecht würden. 

avenergy.ch, amag-classic.ch, empa.ch