Ohne erneuerbare Energie keine Klimawende

Christian Bach forscht bereits ein Berufsleben lang an der Schadstoff- und CO₂-Verminderung von Fahrzeugen. Der Leiter der Abteilung Fahrzeugantriebsysteme an der Empa in Dübendorf ZH sieht erneuerbare Energie als den wichtigsten Ansatz, um die Klimaziele des Bundesrates zu erreichen.

Im Interview erläutert Christian Bach von der Empa eindringlich und einleuchtend, wieso erneuerbare Energie so entscheidend ist für den Klimawandel. Quelle: CNG-Mobility.ch

Herr Bach, Sie forschen an der Empa an Antriebstechnologien. Wie viel Effizienzsteigerungspotenzial liegt bei herkömmlichen Technologien wie Benzin, Diesel oder auch CNG noch drin?
Christian Bach, Abteilungsleiter Fahrzeugantriebsysteme Empa: Bei herkömmlichen LKW-Antrieben wird man in wenigen Jahren in Serienprodukten einen Wirkungsgrad von 50 Prozent erreichen. Bei Personenwagen-Motoren wird das einige Jahre später der Fall sein, so gegen 2030. Technisch ist dies dann etwa das, was wirtschaftlich vertretbar machbar ist.

Was bedeutet ein Wirkungsgrad von 50 Prozent auf den tatsächlichen Verbrauch umgerechnet?
Wir sprechen hier im Falle eines Mittelklassewagens dann von einem Verbrauch von drei bis vier Litern Benzin oder Diesel auf 100 Kilometer.

Das klingt alles schön und gut, aber es führt uns nicht zum Ziel Netto-Null CO₂, das der Bundesrat ausgegeben hat. Aktuell verbrennen wir in der Schweiz im Strassenverkehr jedes Jahr noch immer sechs Milliarden Liter fossile Treibstoffe.
Das ist korrekt. Das CO₂-Problem lässt sich nur mit erneuerbarer Energie lösen. Wir stehen also vor der enormen Herausforderung, diese sechs Milliarden Liter Benzin und Diesel erstens durch Effizienz zu reduzieren und zweitens durch erneuerbare Energie zu ersetzen. Das müssen wir jetzt umgehend angehen, weil die Umstellung bis 2050 ansonsten immer teurer wird. Wenn wir weiter zuwarten und nichts tun, wird die Politik dereinst gezwungen sein, Zwangsmassnahmen einzuführen. Das kann nicht das Ziel sein.

Christian Bach, der Abteilungsleiter Fahrzeugantriebsysteme an der Empa, erläutert an einem Gasmotor auf dem Prüfstand, wo er noch Einsparpotenzial sieht. Quelle: CNG-Mobility.ch

Wie sollen wir innert 30 Jahren sechs Milliarden Liter fossile Treibstoffe einsparen?
Ich vergleiche die heutige Situation gerne mit jener vor 100 Jahren. Die ersten Autos kamen damals auf und die Mineralölfirmen haben sehr schnell eine Versorgung für fossile Energie entwickelt. Dies war möglich, weil der Markt dafür da war. Eine solche Entwicklung ist auch bei der erneuerbaren Energie möglich. Allerdings war damals der Treiber ein gänzlich anderer: Die fossile Energie hat Dinge ermöglicht, die vorher nicht möglich waren. Dies hat einen Markt geschaffen. Heute funktioniert es anders: Autos, die mit erneuerbaren Energien betrieben werden, können in der Regel weniger als konventionelle Fahrzeuge, aber sie schonen das Klima. Das ist der neue Markt.

Aber zusammengefasst sagen Sie, dass wir die sechs Milliarden Liter fossiler Treibstoffe einsparen können?
Ja – wir müssen sogar! Zum einen durch die Reduktion von Mobilitätsbedürfnissen – Stichworte hier Digitalisierung und Suffizienz – und zum anderen durch Elektrifizierung der Antriebe. Auch die Nutzung von Treibstoffen wie Wasserstoff sowie synthetische, gasförmige und flüssige Treibstoffe tragen dazu bei. Aber selbst wenn wir alles auf erneuerbar umgestellt haben, verbleiben noch einige Millionen Tonnen CO₂, die wir zusätzlich mit «Negative Emission Technologies» loswerden müssen.

Wieso denn das?
Weil es sogenannte «unvermeidbare» CO₂-Emissionen gibt, beispielsweise in Kehrichtverbrennungsanlagen, der Landwirtschaft oder der Zementproduktion. Das Erreichen des Netto-Null-CO₂-Ziels beinhaltet somit aus technischer Sicht zwei Schritte: Der erste Schritt ist die Umstellung auf erneuerbare Energien. Damit lassen sich die CO₂-Emissionen um zwei Drittel bis drei Viertel senken. Um Null Emissionen zu erreichen, braucht es in einem zweiten Schritt aber die sogenannten «Negative Emission Technologies».

Christian Bach steht dem dreisprachigen Wissensportal www.cng-mobility.ch Red und Anwort. Quelle: CNG-Mobility.ch

Also Geräte, die der Atmosphäre CO₂ entziehen können?
Ja, diese lösen aber nur den einfachen Teil des Problems. Die Frage ist, was mit diesem gesammelten CO₂ gemacht werden kann. Es gibt verschiedene Ansätze, die untersucht werden. Zwei Ansätze basieren auf der Deponierung von CO₂ im Boden, sei es gasförmig oder durch Versteinerung. Ein drittes Verfahren, das wir an der Empa detaillierter untersuchen, basiert auf der Herstellung von synthetischem Methan. Dazu entzieht man der Atmosphäre CO₂ und wandelt anschliessend dieses Methan in Wasserstoff um mit gleichzeitiger Abspaltung des Kohlenstoffs. Der grosse Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der Kohlenstoff nicht als gasförmiges CO₂, sondern als Feststoff anfällt, also als Kohlenstoff-Pulver, das beispielsweise in Asphalt oder Beton als Zusatzstoff klimaunschädlich weiterverwendet werden kann.

Wo soll dieses synthetische Methan produziert werden?
Beispielsweise im Sonnengürtel der Erde oder in Off-Shore-Windanlagen. Man muss sich das so vorstellen: Die Energiewende im Sommerhalbjahr ist vergleichsweise einfach, weil wir im Sommerhalbjahr ein grosses Fotovoltaikpotenzial haben. Deutlich schwieriger wird es im Winter, weil die Fotovoltaikanlagen dann viel weniger Strom produzieren; auch in unseren Nachbarländern. Wenn wir aber in der Schweiz Winter haben, haben andere Regionen auf der Erde immer noch ein grosses ungenutztes Potenzial zur Erzeugung von Solarenergie. Man könnte also beispielsweise in der Sahara grosse Fotovoltaikanlagen bauen und synthetisches Methan erzeugen. Dieses ist einfach zu transportieren und kann dann bei uns mittels des oben genannten Pyrolyse-Verfahrens in Wasserstoff umgewandelt werden. Übrig bleibt Kohlenstoff als Feststoff, der sich nutzen oder auch vergleichsweise einfach deponieren lässt. Das klingt jetzt einfacher, als es wirklich ist, aber es geht…

«Auf synthetische Energieträger kann man nicht verzichten.»

Damit sind wir beim Thema Power-to-Gas: In der Schweiz haben in den letzten Wochen die Bauarbeiten für zwei solche Anlagen in Dietikon und Sion begonnen. Hat Power-to-Gas in der Schweiz eine Chance oder ist der Zug bereits abgefahren?
Die Chancen sind absolut vorhanden. Weltweit gibt es grosse Projekte in dieser Technologie. In der Schweiz sind eher kleinere Anlagen vorstellbar, beispielsweise bei Abwasserreinigungsanlagen und Kehrichtverbrennungsanlagen. Wir haben in der Schweiz ein Biogas-Potenzial von fünf Terawattstunden und ein Potenzial von synthetischem Methan von ebenfalls fünf TWh, die sich ideal ergänzen lassen. Auch wenn nur die Hälfte davon nutzbar gemacht werden kann, könnten mehrere 100’000 Fahrzeuge mit einheimischen Energieträgern CO₂-arm betrieben werden. Heute fehlen allerdings noch die Anreize und Ideen, um dieses Potenzial zu erschliessen. Ebenfalls entscheidend sind synthetische Treibstoffe für die CO₂-Reduktion im Flugverkehr. Die Deckung der Winterstromlücke ist ein weiteres Einsatzgebiet. Auf synthetische Energieträger kann man nicht verzichten. (sco, 3. November 2020)

Lesen Sich auch den zweiten Teil des Interviews mit Christian Bach:
«Herausfordernd ist die reale CO₂-Minderung»