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Jun 17, 2023

Kraftstoff der Zukunft: Porsche sponsert große eFuel-Initiative – für 45 US-Dollar pro Gallone

Zugehöriges Video Ich berichte oft über brandneue Technologien, die das Autofahren zu verbessern versprechen

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Ich berichte oft über brandneue Technologien, die das Autofahren in Zukunft sicherer, sauberer, bequemer oder irgendwie besser machen sollen. Wie ich in diesem Rückblick auf 37 Jahre Technologue-Kolumnen vom Juli 2019 (viele aus der Zeit vor meiner Zeit bei MotorTrend) feststellte, war der Prozentsatz der Technologue-Themen, die bis dahin in Produktion gegangen waren, eher enttäuschende 36. An dieser Stelle möchte ich mich also bei Porsche bedanken für die Unterstützung bei der Verwirklichung eines Themas, über das ich schon oft gesprochen habe: eFuel aus direkter CO2-Abscheidung aus der Luft.

Diese Kolumnen vom Juni 2008 und Januar 2012 freuten sich beide auf einen Tag, an dem wir CO2 direkt aus dem Himmel holen und in Treibstoff umwandeln könnten. Im August 2018 berichtete ich über ein Unternehmen, das bereit ist, mit der Produktion eines solchen E-Fuels durch direkte Kohlenstoffabscheidung zu beginnen. Damals produzierte das Unternehmen zwei Barrel Treibstoff pro Tag, und die geplante größere Anlage im Westen von Texas scheint in der Planungsphase ins Stocken geraten zu sein.

Aber weit unten an der windigen Südspitze Südamerikas, nördlich von Punta Arenas, Chile, hat das Haru Oni-Werk kürzlich den Grundstein gelegt, und es ist geplant, dieses Jahr genug grünen Wasserstoff zu produzieren und genügend CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen, um fast 200.000 Gallonen davon zu produzieren grünes Methanol. Ein Teil davon wird anschließend in rund 34.000 Gallonen grünes Benzin umgewandelt, das vollständig an Porsche für den Einsatz im Motorsport geliefert wird.

In der Magallanes-Region in Chile treiben starke Williwaw-Winde extreme Tiefdruckgebiete an, die durch das Zusammentreffen von Atlantik und Pazifik entstehen. Die dort ständig verfügbare Windkraft ist etwa viermal größer als an jedem anderen Ort auf dem europäischen Kontinent, was ein Grund dafür ist, dass sich die Anlage in Chile und nicht in Europa befindet.

Das Projekt ist eine gemeinsame Anstrengung von HIF (Highly Innovative Fuels), Siemens Energy, ExxonMobil und den chilenischen Öl- und Gasunternehmen ENAP und Empresas Gasco. Sobald die Anlage im Jahr 2026 ihre volle kommerzielle Kapazität erreicht, wird sie in der Lage sein, 1 Million Tonnen grünes Methanol pro Jahr zu produzieren, von denen ein Teil in 145 Millionen Gallonen Benzin umgewandelt wird.

Im ersten Jahr wird eine 3,4-Megawatt-Windkraftanlage von Siemens Gamesa eine Siemens Silyzer 200 Protonenaustauschmembran antreiben, um mittels Elektrolyse grünen Wasserstoff mit einem Wirkungsgrad von 65 Prozent zu erzeugen. Durch die Kommerzialisierung wird die Windkraft auf 2,5 Gigawatt gesteigert (und die Elektrolyse entsprechend ausgeweitet), und in den nächsten fünf Jahren werden weitere Effizienzsteigerungen erwartet.

Ein System von Global Thermostats entzieht der Luft CO2 mithilfe einer Sorptionsbeschichtung auf Aminbasis auf einer porösen Keramikwabenmatrix. CO2 wird regelmäßig durch Niedertemperaturdampf „abgewaschen“, um 98 Prozent reines CO2 zu erhalten. Anschließend wird grünes Methanol gebildet, indem Wasserstoff und CO2 durch einen Kupfer-Zink-Katalysator von Johnson Matthey geleitet werden. Schließlich wird das Methanol verdampft, überhitzt und einem Wirbelschichtreaktor zugeführt, wo ein ExxonMobil-Katalysator dabei hilft, es in Benzin umzuwandeln, wobei Wasser als Nebenprodukt entsteht. (Dieses System scheint einfacher zu sein als das in meiner Kolumne vom Oktober 2018.)

Die Additive und Mischungen, die erforderlich sind, um sicherzustellen, dass eFuel als „Drop-in“-Ersatz für Rohbenzin dienen kann, senken die Kohlenstoffintensität auf etwa 10 und nicht auf Null. Das bedeutet immer noch, dass bei der Verbrennung 90 Prozent weniger Nettokohlenstoff entsteht als bei Standardbenzin, bei identischen Leistungseigenschaften.

Was kostet es? Porsche setzt den anfänglichen Preis auf 10 Euro pro Liter (44,73 US-Dollar pro Gallone zum Zeitpunkt des Verfassens dieses Artikels!), geht aber davon aus, dass dieser Preis durch Größenvorteile und Technologie bis 2026 auf 7,57 US-Dollar pro Gallone sinken wird. Der Autohersteller plant zunächst, seine Rennwagen im Jahr 2020 mit eFuel zu fahren Mobil 1 unterstützt die Porsche Supercup F1-Förderserie, kann es aber eventuell zum Befüllen neuer Straßenfahrzeuge im Werk sowie der in den Porsche Experience Centern eingesetzten Fahrzeuge verwenden. Das in derselben Anlage produzierte eMethanol könnte eines Tages die Schiffe antreiben, die neue Porsche ausliefern. Aber am Ende geht es darum, sicherzustellen, dass es einen CO2-neutralen Kraftstoff gibt, der die 70 Prozent aller jemals gebauten Porsche antreiben kann, die noch lange nach der vollständigen Elektrifizierung der Neuwagenflotte auf der Straße sind.

Update 6. April 2022: Als weiteres Engagement für diesen CO2-neutralen Kraftstoff hat Porsche 75 Millionen US-Dollar in HIF Global investiert und sich damit einen Anteil von 12,5 Prozent an dem chilenischen Unternehmen gesichert. Die Investition von Porsche wird durch weitere Stiftungen von Finanzinstituten und Unternehmen wie EIG, Baker Hughes Company, Gemstone Investments und dem Mehrheitsaktionär Andes Mining and Energy (AME) begleitet.

Diese Investitionen werden nicht nur für die Produktion des eFuels in Chile verwendet, sondern auch für den Bau weiterer Anlagen in den USA und Australien. „Wir verstehen uns als Vorreiter bei eFuels und wollen die Technologie vorantreiben. Dies ist ein Baustein unserer klaren, ganzheitlichen Nachhaltigkeitsstrategie“, sagte Michael Steiner, Vorstand für Forschung und Entwicklung der Porsche AG.

Update 20. Dezember 2022: Heute hat der chilenische Energieminister Diego Pardow offiziell die Haru Oni-Pilot-E-Fuels-Produktionsanlage in Punta Arenas, Chile, eröffnet und damit den Zeitplan eingehalten, als wir diese Geschichte zum ersten Mal während des Spatenstichs für die Anlage berichteten. Aus diesem Anlass betankte Herr Pardow feierlich einen Porsche 911 mit dem ersten synthetischen Kraftstoff, der im Werk hergestellt wurde. Auch die Vorstandsmitglieder Barbara Frenkel und Michael Steiner waren vor Ort und bestätigten die Pläne, die eFuel-Menge schrittweise bis zur Mitte dieses Jahrzehnts auf 14,5 Millionen Gallonen und zwei Jahre nach Erreichen dieser Marke auf 145 Millionen Gallonen zu steigern. Porsche wird der einzige Abnehmer der in der Pilotphase befindlichen Kraftstoffe sein, aber wenn das Werk auf diese größeren Produktionsmengen ausgeweitet wird, wird HIF Global der Hauptkunde. Steiner wies darauf hin, dass die Formel 1 angekündigt habe, bis 2026 auf 100 Prozent eFuel umzusteigen, sodass es einen weiteren potenziellen Kunden gäbe.

Was die Kosten anbelangt, schätzt Steiner, dass die Produktionskosten für E-Benzin, sobald die Anlage höhere Produktionsmengen erreicht, aufgrund der reichlich verfügbaren, kostengünstigen Windenergie in der Magellanes-Region 7,57 US-Dollar pro Gallone erreichen könnten. Das sind die Kosten, nicht der Preis, aber sie liegen erheblich unter den geschätzten 44,73 US-Dollar pro Gallone, die Porsche heute für den Kraftstoff ausgegeben hat, der in den 911 floss.

Porsche hat bisher mehr als 100 Millionen US-Dollar in die eFuels-Produktion investiert, und Frenkel hat sich für die Verwendung von eMethanol als klimaneutralem globalen Kohlenwasserstoff-Rohstoff eingesetzt, der problemlos über dieselbe Infrastruktur transportiert werden kann, die auch fossiles Rohöl verteilt, und lokal zu allem raffiniert werden kann wird gebraucht. Der eFuel, der heute in den 911 eingefüllt wird, wurde vollständig im Werk in Chile hergestellt, aber bei der Umwandlung von CO2 und Wasserstoff in einen transportierbaren flüssigen Kohlenwasserstoff ist eMethanol der erste Kraftstoff, der aus dem Prozess kommt, und daher könnte es sich eines Tages als der wirtschaftlichste Transport erweisen dieses Produkt weltweit für die lokale Verfeinerung. Steiner fügte hinzu, dass die Schifffahrt nur einen sehr geringen prozentualen Einfluss auf den gesamten CO2-Fußabdruck des Kraftstoffs habe, solange die eventuelle Veredelung auch mit erneuerbarer Energie erfolgt. Durch die gleichzeitige Anordnung der eMethanol- und eBenzin-Veredelungsschritte lassen sich jedoch Effizienzsteigerungen erzielen, da viele der Prozesse exotherm sind und die freigesetzte Wärme beispielsweise zum Abkochen von überschüssigem Wasser aus der anfänglichen Methanolproduktion genutzt werden kann.