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Kurioses, Erstaunliches, &Uuml;berraschendes &mdash; was vor 50 Jahren in den &bdquo;Nachrichten aus der Chemie&ldquo; stand, die damals noch &bdquo;Nachrichten aus Chemie und Technik&ldquo; hie&szlig;en.

Vor 50 Jahren

<h2>Klimawandel in Aussicht</h2>Bereits im Jahr 1971 sahen Chemiker Probleme durch den steigenden CO2-Gehalt der Atmosphäre voraus und sprachen auf einer Tagung darüber. Der entsprechende Abschnitt im Tagungsbericht im ersten Juniheft der Nachrichten aus Chemie und Technik endet mit: „Sicher ist, daß eine weitere beträchtliche Steigerung der CO2-Produktion nicht ohne Einfluß auf den Lebenszyklus auf der Erde bleiben kann.“Die CO2-Produktion ist inzwischen beträchtlich gestiegen, und dass der erhöhte CO2-Gehalt in der Atmosphäre das Klima auf der Erde erwärmt, ist inzwischen wissenschaftlicher Konsens.<div><img src="https://media.graphcms.com/73aM4rXaRwqt9EqnMbJm">

</div>Was Chemiker vor 50 Jahren noch so diskutierten, können Sie nachlesen im Online-Heftarchiv mit Ihrer GDCh-Mitgliedsnummer und Passwort: <a href="https://www.gdch.de/doi/10.1002/(ISSN)1868–0054" target="_blank">www.gdch.de/doi/10.1002/(ISSN)1868–0054</a>

Meldung

Klimawandel in AussichtBereits im Jahr 1971 sahen Chemiker Probleme durch den steigenden CO2-Gehalt der Atmosphäre voraus und sprachen auf einer Tagung darüber. Der entsprechende Abschnitt im Tagungsbericht im ersten Juniheft der Nachrichten aus Chemie und Technik endet mit: „Sicher ist, daß eine...

Nachhaltige Energieversorgungssysteme ohne chemische Speicher sind illusionär. Synthetische Kraftstoffe wirken als solche Speicher für grüne Energie.
Fossile flüssige Kraftstoffe haben mit 40 Megajoule pro Kilogramm die höchste Speicherdichte aller Energieträger. Ein Nachteil neben ihrer fossilen Herkunft sind die Emissionen bei ihrer Verbrennung. Verwenden wir das Molekül C10H22 als Prototypen, erhalten wir bei seiner Verbrennung etwa 10,232 Kilojoule pro Mol, 61 Prozent durch die Oxidation des Wasserstoffs und 39 Prozent durch die des Kohlenstoffs. Synthetische Kraftstoffe der gleichen chemischen Zusammensetzung würden als defossilierte Kraftstoffe somit 61 Prozent ihrer Energie aus grünem Wasserstoff gewinnen und mit 20 Prozent ihrer Energie bilanziell zur Treibhausgasemission beitragen, wenn der Ursprung eine fossile Quelle wäre. Derartige Kraftstoffe würden ohne Änderungen an der Mobilitätsflotte (PKW, LKW, Schiffe, Flugzeuge) 50 Prozent der CO2-Emission einsparen. Würde man das CO2 biogen gewinnen oder aus der Luft abtrennen, wäre der Weiterbetrieb der heutigen Mobilität klimaneutral.Diese Betrachtung ist zu einfach, weil die Energieverluste für die Bereitstellung der Ausgangsstoffe grüner Wasserstoff und reines CO2 nicht berücksichtigt sind. Ausgehend von grünem Strom liegt die Prozesseffizienz für Mobilität mit synthetischen Kraftstoffen bei 20 Prozent. Demgegenüber stehen zwei Vorteile: Die Transport- und Verteilinfrastrukturen müssen nicht verändert werden. Und die synthetischen Kraftstoffe wirken als Speicher für grüne Energie, denn sie können in Gegenden mit reichlich erneuerbarer Elektrizität mit dorthin verbrachtem CO2 und Wasser gewonnen sowie mit heutiger Logistik global verteilt werden. Anwendungen wie Flug- und Schiffsverkehr kommen nicht ohne flüssige synthetische Kraftstoffe aus; damit wird eine Technik zu deren Synthese weltweit unumgänglich sein.Noch attraktiver wird die Nutzung synthetischer Kraftstoffe, wenn wir technische Änderungen einführen: Zunächst können Motoren aller Leistungsklassen gebaut werden, die mit Methanol laufen. Dieser synthetische Kraftstoff entsteht in einem einzigen Schritt aus Wasserstoff und CO2, was die Effizienz der Herstellung steigert. Mit einem weiteren Syntheseschritt stünde uns mit den Oxymethylenethern eine Stoffklasse zur Verfügung, die graduell mit synthetischem oder fossilem Diesel mischbar ist. Sie verbrennen ohne schädliche Nebenemissionen wie Partikeln oder NOx und entschärfen damit das Problem der Luftverschmutzung. Diese Motoren können als Generatoren für elektrische Antriebe dienen, was ihre Wandlungseffizienz auf etwa 50 Prozent verdoppelt und den Vorteil der guten Energiespeicherwirkung synthetischer Kraftstoffe erhält.Synthetische Kraftstoffe bilden eine Familie von Lösungsoptionen für die Mobilität und die Speicherung erneuerbarer Elektrizität. Ihr zentraler Nachteil sind die Effizienzverluste durch die Länge der Umwandlungsketten. Die Verwendung von unvermeidlichen fossilen Kohlenstoffquellen für synthetische Kraftstoffe reduziert ihre klimaschützende Wirkung, ist aber geopolitisch geboten, um den Zugang zu einer strategischen Ressource zu diversifizieren. Voraussetzung dafür ist ein ebenfalls diversifizierter Zugang zu großen Mengen grünen Wasserstoffs. Der hohe Energieeinsatz zur Gewinnung synthetischer Kraftstoffe sollte ihre Anwendung auf Bereiche begrenzen, die sich nicht einfach elektrifizieren lassen.Es ist illusionär, nachhaltige Energiesysteme ohne chemische Speicher betreiben zu wollen. Ein globaler Austausch stofflich erneuerbarer Energieträger wird den Vorteil lokal erzeugter erneuerbarer Energie relativieren und damit den Nachteil der synthetischen Kraftstoffe. Daher plädiere ich für ein Sowohl-als-auch bei der Verwendung von E-Fuels.<h2>Der Autor</h2>Robert Schlögl ist Direktor am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin sowie Gründungsdirektor am Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion in Mülheim/Ruhr. Er ist Chemiker und Katalyseforscher, der sich aktuell mit Energiesystemen der Zukunft beschäftigt.<div><img src="https://media.graphcms.com/AiwJaO7NTEWsfjyEodaZ">

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