Der Weg weg vom Erdöl

Angesichts der globalen Erwärmung steht das Erdöl-Zeitalter vor seinem Ende. Das haben Staaten und selbst die Ölkonzerne erkannt. Nun steht die Weltgemeinschaft vor der Aufgabe, Erdöl durch Alternativen zu ersetzen, die kein Treibhausgas freisetzen. Wie kann das gelingen?

Für Goethe-Institut, Ecologues, November 2021 

Grönland verkündete im Sommer dieses Jahres den Ausstieg aus der Suche nach Erdöl auf seinem Territorium, obwohl Geologen in der Arktis riesige unentdeckte Vorkommen vermuten. Die Regionalregierung des dänischen Selbstverwaltungsgebiets begründete den Stopp nicht nur mit den negativen Folgen der Erkundungen für Natur, Tourismus und Fischerei, sondern überraschenderweise auch mit wirtschaftlichen Analysen. Demnach sei die Ölförderung in der Arktis nicht sehr rentabel.

Inzwischen gehen selbst die Ölkonzerne davon aus, dass die Zeiten des ganz großen Geschäfts vorbei sind. Erdöl als kohlenstoffhaltiger Energieträger setzt das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) frei, wenn es verbrannt wird – und die Vertragsstaaten des Pariser Klimaabkommens wollen eine Erderwärmung von mehr als zwei Grad Celsius verhindern. Zum Beispiel gab der Ölkonzern BP voriges Jahr einen Strategiewechsel bekannt, um bis 2030 eine „ganz andere Art von Energieunternehmen zu sein.“ Damit unterstütze BP, so schrieb Vorstandschef Bernard Looney, dass sich die Energiemärkte auf erneuerbare und andere Formen Kohlenstoff-freier oder Kohlenstoff-armer Energie verlagern werden. Aber welche klimaverträglichen Energieformen können Erdöl überhaupt ersetzen?

Dazu muss man wissen: Rund zwei Drittel des weltweit verbrauchten Erdöls fließen – verarbeitet zu Diesel, Benzin oder Kerosin – in den Straßen-, den Schiffs-, den Bahn– und den Flugverkehr. Das hat die Internationaler Energie Agentur (IEA) ermittelt (siehe Grafik zum Beitrag).

Grüner Strom für den Verkehr

Um von den klassischen Verbrennungsantrieben wegzukommen, ist ihr Ersatz durch Elektromotoren die naheliegendste Möglichkeit. In Deutschland waren im Juli 2021 bereits rund 440.000 rein batteriebetriebene Elektroautos zugelassen – bei einem Gesamtbestand von über 48 Millionen PKW. Zur Frage, wie klimafreundlich Elektromobilität ist, schreibt das deutsche Bundesumweltministerium: „Elektroautos sind so sauber wie der Strom, mit dem sie fahren.“ Wenn also immer mehr Menschen E-Autos kaufen, so profitiert das Klima nur, falls zugleich ausreichend Windkraft- und Photovoltaikanlagen zur Erzeugung von „grünem“ Strom entstehen. Zudem kommt es auch darauf an, wie umweltfreundlich die Herstellung der Batterien ist.

Grüner Strom lässt sich auch anders nutzen: Er ermöglicht es, in großen Anlagen „grünen“ Wasserstoff aus Wasser herzustellen. Der Wasserstoff kann dann als Kraftstoff in Elektroautos dienen, die mit Brennstoffzellen ausgerüstet sind. Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie des Wasserstoffs wieder in elektrische Energie um. Der wichtigste Vorteil von Brennstoffzellen-Autos gegenüber E-Autos mit Batterie ist die größere Reichweite:  Serienfahrzeuge fahren ohne Nachtanken bis zu 600 Kilometer weit. Einer der Minuspunkte: Es wird eine eigene Infrastruktur mit Tankstellen und Wasserstoff-Pipelines benötigt.

CO2 als neues Erdöl

Es gibt auch einen Weg, um die CO2-Bilanz von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren zu verbessern: Von den Motoren freigesetztes CO2 wird zuvor zumindest teilweise aus der Atmosphäre entnommen: Entweder, indem Algen oder schnellwachsende Gräser es binden. Die Industrie kann dann die resultierende Biomasse mit grünem Strom zu Benzin- oder Diesel-ähnlichen Kraftstoffen verarbeiten. Oder indem die Industrie CO2 aus Abgasen mit Wasserstoff zu sogenanntem Synthesegas umsetzt, aus dem sie dann synthetischen Kraftstoff herstellt – und zwar unter Einsatz von grünem Strom. Je nach Endprodukt sprachen Fachleute von „Power-to-Gas“, „Power-to-Fuel“ oder allgemein „Power-to-X“. Entsprechende Demonstrationsanlagen existieren, doch eine größere Verbreitung hat Power-to-X noch nicht gefunden.

„Antriebe, die mit Wasserstoff oder insbesondere daraus hergestellten synthetischen Kraftstoffen betrieben werden, weisen einen erhöhten Energiebedarf im Vergleich zu batterieelektrischen Antrieben auf. So benötigt ein Auto mit Verbrennungsmotor im Vergleich zu einem batterieelektrischen Fahrzeug für die gleiche Verkehrsleistung die fünf- bis sechsfache Energiemenge in Form von erneuerbarem Strom“, rechnet der deutsche Sachverständigenrat für Umweltfragen vor. Er sieht die Zukunft von Wasserstoff und synthetischen Kraftstoffen im Verkehr daher eher woanders: in der Luftfahrt und der internationalen Seeschifffahrt. Denn dort seien „Batterien aufgrund der geringen Energiedichte von elektrochemischen Speichern keine Lösung.“

Heizbedarf verringern

Im Vergleich mit dem Verkehrssektor erscheint der Verzicht auf Erdöl zum Heizen von Gebäuden als ein kleines Problem: Laut IEA gehen nur rund fünf Prozent des weltweit verbrauchten Erdöls auf das Konto von Gebäudeheizungen. Der künftige Heizbedarf vieler Gebäude lässt sich zudem mit einer Wärmedämmung der Außenflächen stark verringern. Die dann noch benötigte Heizwärme könnten vor allem Wärmepumpen liefern, die mithilfe von grünem Strom Energie aus Luft, Wasser oder Erdreich gewinnen.

Rund 17 Prozent des weltweiten Erdölverbrauchs entfallen auf die „nicht-energetische Nutzung“ (IEA-Statistik, siehe Grafik zum Beitrag). Ein erstaunlich niedriger Wert, wenn man bedenkt, dass Erdöl ein universeller Rohstoff unter anderem für Medikamente, Kunststoffe, Lacke und Farben, Pflanzenschutzmittel, Kosmetik und Waschmittel ist. Strom kann in dieser Hinsicht Erdöl nicht ersetzen, denn er enthält keine Atome, sondern ist nur die gerichtete Bewegung von Ladungsträgern.

Biomasse als Erdöl-Ersatz

Es gibt zwei bedeutsame klimafreundliche stoffliche Alternativquellen für Öl. Die eine ist CO2, das aus Abgasen oder Luft die Kohlenstoffatome liefert, aus denen die Industrie über die Power-to-X-Route zunächst Grundchemikalien und dann chemische Endprodukte herstellt. Die andere ist Biomasse. Größtes Problem: Biomasse besteht aus komplexeren Stoffen als Erdöl. Um Erdöl durch Biomasse zu ersetzen, müsste die chemische Industrie den Herstellungsprozess von Kunststoffen, Kosmetik und Co., den sie über viele Jahrzehnte optimiert hat, vollständig umstellen. Die neuen Prozesse sind derzeit noch sehr energieintensiv und kostspielig. Weltweit arbeiten Tausende von Forscher*innen aber fieberhaft daran, das zu ändern.  

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