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Was bedeutet eigentlich Power-to-Liquid (PtL)?

Umweltfreundliche Kraftstoffe mit Erneuerbaren Energien herstellen? Was das mit Power-to-Liquid zu tun hat und warum es bei der Sektorkopplung hilft, lesen Sie hier im Überblick.

Darum geht’s: Flüssige, synthetische Kraftstoffe werden unter Verwendung von elektrischem Strom hergestellt. Power-to-Liquid (Kraft zu Flüssigkeit) wird das Verfahren genannt. Klimafreundlich wird es, wenn der Strom dafür aus Erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne gewonnen wird.

Synthetische Kraftstoffe, E-Fuels oder auch RFNBOs (Renewable Fuels of Non-Biological Origin) werden die Produkte der PtL-Technologie genannt. Sie alle werden strombasiert, also unter Nutzung von elektrischem Strom hergestellt. Ihr großes Potential auf dem Weg zur Klimaneutralität Deutschlands liegt auch darin, den Stromsektor mit anderen Sektoren wie Verkehr und Industrie verknüpfen zu können. Denn nicht nur im Stromsektor, auch in den Bereichen Wärme, Kälte und Verkehr sollen fossile Energieträger nach und nach durch Erneuerbare Energien ersetzt werden. Dabei kann die sogenannte Sektorkopplung helfen.

Ausgangspunkt ist vor allem mittels Elektrolyse aus Wasser hergestellter erneuerbarer oder kohlenstoffarmer Wasserstoff. Durch Zugabe von Kohlenstoff aus nachhaltigen CO₂-Quellen (zum Beispiel aus Biogasanlagen) können aus dem so gewonnenen Wasserstoff anschließend flüssige Kohlenwasserstoffe hergestellt werden, die nahezu unbegrenzt in die bereits bestehende Mineralölinfrastruktur passen und damit sehr gut transportiert werden können.

Allerdings verbrauchen die Power-to-Liquid-Verfahren für die Herstellung großer Mengen auch sehr viel Energie. Die Nutzung von PtL-Produkten kommt deshalb vor allem dort in Frage, wo die direkte Anwendung von elektrischem Strom oder der Einsatz von Wasserstoff nicht oder nur sehr schwierig möglich ist. Das gilt etwa für bestimmte Anwendungen in der Industrie und im Verkehrssektor, vor allem für den See- und Luftverkehr. Hier gelten die PtL-Technologien als Schlüssel für die Dekarbonisierung der Treibstoffe.

^{Umweltfreundliche Flugkraftstoffe ohne klimaschädliches Kerosin}

Die Luftfahrtbranche, die für einen beträchtlichen Teil der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich ist, hat mithilfe von PtL-Technologien die Möglichkeit, weitgehend CO₂-neutral zu werden und auch die Nicht-CO₂-Effekte des Fliegens auf das ⁠Klima⁠ in gewissem Umfang zu minimieren. Zu diesen „Nicht-CO₂-Effekten“ zählen Emissionen von Partikeln, Wasserdampf, Schwefel- und Stickoxiden, die ebenfalls zur Erderwärmung beitragen. Sie sind in Reiseflughöhe für die Bildung von Kondensstreifen verantwortlich.

Noch ist die Herstellung solcher umweltfreundlicher Flugkraftstoffe jedoch eine große technische und wirtschaftliche Herausforderung. Um nachhaltige PtL-Kraftstoffe in den benötigten Mengen herzustellen, muss auf erneuerbaren Strom aus Sonnen- und Windenergie in entsprechend großen Mengen zurückgegriffen werden sowie auf umfangreich verfügbare erneuerbare Kohlenstoffquellen.

Derzeit befinden sich PtL-Technologien noch in der Entwicklungs- und Markthochlaufphase. Es fehlen Anlagen zur Herstellung ausreichender Mengen dieser Treibstoffe in industrieller Größenordnung. Neben dem Klimaschutzpotential von PtL-Kraftstoffen bietet die PtL-Technologie jedoch auch große industriepolitische und ökonomische Chancen für DEU, da deutsche Unternehmen in vielen Schlüsseltechnologien führend sind.

In der Lausitz soll deshalb jetzt eine Produktionsanlage für Kerosin aus Erneuerbaren Energien in einem solchen industriellen Maßstab entstehen. Die Region bietet als Anlagenstandort die passenden Voraussetzungen: ein hoher Anteil an Erneuerbaren Energien und die geographische Nähe zu Unternehmen der Luftfahrtbranche in Brandenburg. Das Interessenbekundungsverfahren zur Errichtung einer Power-to-Liquid-Demonstrationsanlage in der Lausitz ist Mitte Februar 2025 gestartet und läuft noch bis zum 14. April 2025.

^{Flug mit 100 Prozent synthetischem Kraftstoff auf Power-to-Liquid-Basis}

Zur Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung (ILA) 2024 war ein Flugzeug, das als Testlabor des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt dient, erstmals mit 100 Prozent synthetischem Kraftstoff auf Power-to-Liquid-Basis unterwegs. Geplant sind weitere Testflugkampagnen in Höhen bis zu 30.000 Fuß bei denen unter realistischen Flugbedingungen weitere Emissionsmessungen durchgeführt werden. Mit der fliegenden Testplattform UpLift Do328 und den neun dazugehörigen Bodenprüfständen werden für den Luftfahrtforschungsstandort Deutschland sowohl die technischen Grundlagen für das Fliegen mit Wasserstoff, als auch der künftige Einsatz von nachhaltigen Kraftstoffen wie eKerosin erprobt.

Das im Rahmen des Luftfahrtforschungsprogramms LuFo Klima geförderte Netzwerk UpLift H2 Aviation aus Testplattform und Bodenprüfständen steht allen Unternehmen der Luftfahrtindustrie in einem offenen und transparenten Verfahren zur Verfügung.