Mit Kohleverflüssigung weg vom Erdöl?

Es wird ernst mit den erneuerbaren Energien. Mit Desertec ist erstmals ein Großprojekt in Planung, dessen Leistung an die Dimension des tatsächlichen Verbrauchs heranreicht: 15 Prozent des europäischen Strombedarfs soll das Projekt decken. Das schöne an diesem Ansatz ist, dass er auch mit der alten Energieinfrastruktur funktioniert. Tausche Kohle gegen Solar und lege dicke Leitungen nach Nordafrika – fertig. Es ist vor allem eine Frage des politischen Willen.

Doch das Stromnetz ist nur ein Arm des gigantischen Energieflusses, der unsere moderne technische Zivilisation antreibt. Der zweite wichtigeTeil der modernen Industriegesellschaft kann jedoch nicht oder nur mit enormem Aufwand elektrisch betrieben werden: Transport. Als der Ölpreis kurzfristig auf über 100 Dollar gestiegen war, richteten sich die Hoffnungen auf eine fast schon totgeglaubte Technik: Die Kohleverflüssigung, auf neudeutsch Coal-to-Liquid (CtL).

Der Grund ist ganz einfach: Zwar fahren schon Züge elektrisch, für Autos, Flugzeuge und Schiffe kommt elektrischer Antrieb jedoch bis auf weiteres nicht in Frage. Die Speicherkapazität von Batterien ist vor allem im Verhältnis zu ihrem Gewicht noch zu gering. Auch Wasserstoff, lange Zeit Hoffnungsträger Nummer eins, hat so seine Probleme.

Deswegen hängt der Transportsektor bis auf weiteres am Tropf der flüssigen Energieträger Benzin und Diesel, und mit ihm buchstäblich die komplette Zivilisation: Landwirtschaft, Industrie, Logistik. Ohne modernen Transport verwandelt sich jede Millionenstadt in eine postapokalyptische Dystopie.

Das Problem ist nicht nur, dass das Öl langsam zur Neige geht, sondern auch, dass es sehr ungleich verteilt ist. Die großen Verbraucher USA, Europa und China haben vergleichsweise wenig davon und sind von den Lieferländern abhängig. Eine sehr unangenehme Situation. Ein Rohstoff allerdings steht auch den Industrienationen in großer Menge zur Verfügung: Kohle. Chemisch sind Kohle und Öl sich gar nicht so unähnlich – kann man das eine ins andere umwandeln? Man kann!

Öl für Nazis

Tatsächlich ist die Idee gar nicht so neu. Historisch begann die Kohleverflüssigung im Industriemaßstab im Dritten Reich, und zwar aus dem gleichen Grund wie heute: Ölmangel. In den dreißiger Jahren verwendete man das Bergius-Pier-Verfahren der direkten Hydrierung, setzte also die Kohle mit Wasserstoff unter Verwendung eines Katalysators um. Dabei kommt ein ziemlicher Siff aus diversen Kohlenwasserstoffen und allem möglichen Dreck raus, der noch irgendwie gereinigt werden musste.Und den Wasserstoff muss man auch erstmal haben.

Effektiver ist das ebenfalls von den Nazis eingesetzte Fischer-Tropsch-Verfahren (das heute ach beim Biomass-to-Liquid-Verfahren eingesetzt wird). Dabei lässt man die Kohle bei hohen Temperaturen mit Wasserdampf reagieren und erhält Synthesegas, eine Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Das Synthesegas kann jetzt in der eigentlichen Fischer-Tropsch-Synthese zu einer ganzen Reihe von Produkten wie Benzin oder Diesel umgesetzt werden.
Fitro
Schema der Kohleverflüssigung nach Fischer-Tropsch

Nach der ersten Ölkrise erinnerte man sich in Deutschland dieses Verfahrens und baute in den 70ern und 80ern mehrere Versuchsanlagen. Das Projekt wurde allerdings eingestampft und die letzte Pilotanlage – betrieben von der DMT in Essen – im Jahr 2004 nach China verkauft. So viel zum Thema "Land der Ideen"…

Anderswo war man notgedrungen hartnäckiger: Das südafrikanische Apartheid-Regime trieb die Forschung an dieser Methode während des Boykotts konsequent voran, so dass heute das südafrikanische Unternehmen Sasol Weltmarktführer bei CtL-Verfahren ist. Das Land deckt auch heute noch einen Teil seines Treibstoffbedarfs aus der Kohleverflüssigung.[2] Das CtL-Werk des Sasol in Secunda produziert derzeit etwa 170000 Barrel Treibstoff pro Tag – und verdient gut dabei.

Gegenwart: Eine attraktive Lösung
Dank der hohen Ölpreise wurden 2007 auch andere Länder auf das Thema aufmerksam, allen voran China. Das Land braucht, um seinen Wirtschaftsaufschwung zu füttern, immense Mengen Treibstoffe und Energie und hat reichhaltige Kohlelager. Da bieten sich Experimente mit dieser Technologie an. Nachdem der chinesische Energiekonzern Shenhua bereits 2007 eine Pilotanlage in Betrieb genommen hatte, läuft seit Anfang des Jahres in der inneren Mongolei eine industrielle Anlage, die angeblich etwa eine Million Barrel Öl jährlich produziert. Auch die USA basteln – eher halbherzig – an derartigen Lösungen, dort vor allem das Militär.

Attraktiv wird die Coal-to-Liquid-Technik durch die enormen weltweiten Kohlereserven. Während Öl schon heute mit immer größerem Aufwand aus versiegenden Lagerstätten gepumpt werden muss, dürfte Kohle weltweit noch für mindestens die nächsten 200 Jahre reichlich verfügbar. Außerdem kann man bei diesem Verfahren Schadstoffe wie Quecksilber oder Schwefelverbindungen während der Produktion abfangen, die bei der direkten Verfeuerung der Kohle noch in die Luft geblasen werden.

Der größte Vorteil ist jedoch, dass Coal-to-Liquid-Kraftstoffe mit den gegenwärtigen Verteilungs- und Antriebssystemen kompatibel sind. Abgesehen von den immensen Investitionskosten für CtL-Anlagen entstehtkaum zusätzlicher Aufwand. Der durchschnittliche Verbraucher würde die Umstellung kaum bemerken.

Zukunft: Ein unappetitlicher Mix?
Unter zwei anderen Aspekten allerdings ist die Kohleverflüssigung höchst fragwürdig: Treibhausgase und Wasser. Stellte man die gesamte Kraftstoffproduktion auf CtL-fuels um, würde sich nach einigen Rechnungen der Kohlendioxid-Ausstoß nahezu verdoppeln. Grund: Das Treibhausgas entsteht nicht nur bei der Verbrennung des Treibstoffes, sondern schon während der Herstellung des Synthesegases.

Verfechter der Umstellung auf CtL weisen zwar auf die Möglichkeit hin, das entstehende Kohlendioxid aufzufangen und unterirdisch einzulagern, aber derartige Verfahren sind noch weit von der Anwendungsreife entfernt. Eine andere Alternative wäre,wiederum Wasserstoff aus anderen Quellen in den Prozess einzuspeisen und so den zusätzlichen Kohlenstoff abzufangen. Da stellt sich allerdings wiederum dieFrage: Wo kommt der Wasserstoff her? Und könnte man die dafür nötige Energie nicht anderswo zweckmäßiger einsetzen?

Viel schwerwiegender ist allerdings die Frage, wo das ganze Wasser für diese Verfahren herkommen soll. Theoretisch könnte man zwar einfach Meerwasser nehmen, aber dann müsste man täglich Tonnenweise Salz aus der Anlage schaufeln. Also benötigen CtL-Treibstoffe große Mengen Süßwasser. Und die haben große Teile der Welt schon jetzt nicht übrig.

Unglücklicherweise ist das CtL-Verfahren ohne weiteres profitabel, so bald der Ölpreis langfristig deutlich über 50-60 Dollar pro Barrel liegt. Und das wird früher oder später passieren. So wird aus der Alternative eine Goldgrube, diewahrscheinlich nicht aufzuhalten ist. Vom Energie-Standpunkt ist das eine gute Nachricht: Wir bekommen einen sauberen Treibstoff, der nicht vom Öl abhängig ist, nahezu überall auf der Welt hergestellt werden kann und noch einige hundert Jahre reicht.

Wirklich erfreulich ist das nicht, denn wir können weder das zusätzliche Kohlendioxid gebrauchen noch auf Wasser verzichten.
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[1] Südafrika hat auch reichlich leicht zugängliche Kohle

[2] Wenn der Laden nicht grad bestreikt wird.

Veröffentlicht von

www.fischblog.com

Ich bin gelernter Chemielaborant und habe ab 1999 in diesem Beruf gearbeitet. Anschliessend habe ich an der Uni Hamburg Chemie studiert. Seit dem Abschluss Ende 2006 veröffentliche ich Beiträge in meinem Fischblog und verkaufe Artikel an andere Publikationen. Seit 2008 wohne ich im Raum Heidelberg und bin bei Spektrum der Wissenschaft für das Blogportal Scilogs verantwortlich. Daneben arbeite ich als freier Journalist und Redakteur unter anderem für die digitalen Angebote von Spektrum, veröffentliche auf verschiedenen Social-Media-Plattformen und experimentiere mit Mobile Reporting. Zu meiner Webseite

1 Kommentar Schreibe einen Kommentar

  1. Energiepreise

    ich habe in der letzten Zeit unterschiedliche Analyseprogramme
    für den Energiesektor entwickelt und bin der Meinung, dass durch die
    Eröffnung der ersten Ölpipeline zwischen Russland und China ab 3.01.2011 unsere Ölpreise jetzt richtig in die Höhe gehen. Ab Ende 2015 sollen dann auch noch vom Energiekonzern Gazprom jährlich 30 Milliarden Kubikmeter Erdgas an die staatliche China Petroleum geliefert werden. Denn nun will Moskau den Öl + Gasverkauf auf den asiatisch-pazifischen Märkten ausweiten und damit seine Abhängigkeit von europäischen Kunden verringern. Diesbezüglich werden in Zukunft enorme Energie Preisveränderungen auf uns zu kommen.

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