Kohlenstoffarme Kraftstoffe sind dort unverzichtbar, wo eine direkte Elektrifizierung schwierig ist, insbesondere in der Luftfahrt, der Schifffahrt und der chemischen Industrie. Sie sind jedoch nicht automatisch sauber, günstig oder sicher. Ihr Klimanutzen und ihre Verfügbarkeit hängen davon ab, wo sie hergestellt werden, mit welchem Strom sie betrieben werden und wie und über welche Entfernungen sie transportiert werden. Auf der Grundlage von unsere jüngsten Forschungsergebnisse, In diesem Beitrag wird erläutert, warum geografische Gegebenheiten für LCFs von Bedeutung sind und wie regionale Rahmenbedingungen sowohl die wirtschaftliche als auch die ökologische Leistung verschiedener Brennstoffpfade beeinflussen.
Was sind kohlenstoffarme Kraftstoffe und warum brauchen wir sie?
Die direkte Elektrifizierung sollte bei der Dekarbonisierung Vorrang haben, wo immer dies technisch und wirtschaftlich machbar ist. In der Regel ist es effizienter, Strom aus erneuerbaren Energien direkt zu nutzen, als ihn zunächst in Wasserstoff und anschließend in flüssige Kraftstoffe umzuwandeln. Dennoch benötigen einige Bereiche nach wie vor Moleküle statt Elektronen: Flugzeuge benötigen energiereiche Flüssigkeiten, Schiffe benötigen möglicherweise lagerfähige Kraftstoffe für Langstrecken, und Teile der chemischen Industrie benötigen kohlenstoff- oder wasserstoffbasierte Ausgangsstoffe.
Daher ist eine tiefgreifende Dekarbonisierung von schwer zu elektrifizierende Sektoren erfordert eine rasche Umstellung auf kohlenstoffarme Kraftstoffe (LCFs). LCFs sind chemische Energieträger, die erneuerbaren Strom oder recycelte Kohlenstoffquellen nutzen können, um die Treibhausgasemissionen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu reduzieren. Es gibt eine Vielzahl von LCFs mit unterschiedlichen Anwendungsfällen und Einschränkungen. Abbildung 1 zeigt die allgemeine LCF-Landschaft. In diesem Blogbeitrag konzentrieren wir uns auf drei wichtige Kraftstofffamilien, die im Mittelpunkt der aktuellen politischen Debatten über Luftfahrt, Schifffahrt und Chemie stehen: Biokraftstoffe, Wasserstoff/Ammoniak und Power-to-Liquid-Kraftstoffe (PtL). Tabelle 1 fasst die drei wichtigsten Kraftstofffamilien und ihre Einschränkungen zusammen.
Biokraftstoffe können kurzfristig Abhilfe schaffen, insbesondere im Bereich der nachhaltigen Flugkraftstoffe. Unsere Einschätzung zeigt, dass mehrere biobasierte Produktionswege kurzfristig kostengünstig sind. Ihr Umfang wird jedoch durch die Verfügbarkeit nachhaltiger Biomasse, den Druck auf die Landnutzung, konkurrierende Nachfrage und die Entwicklung der Lieferkette begrenzt. Wasserstoff und Ammoniak können in der Industrie und auf ausgewählten Schifffahrtsrouten zum Einsatz kommen, erfordern jedoch neue Infrastruktur. „Power-to-Liquid“-Kraftstoffe sind für die Luftfahrt attraktiv, benötigen jedoch sehr große Mengen an CO₂-armem Strom und CO2 Quellen.
Abbildung 1. Wichtigste Wege zur Nutzung kohlenstoffarmer Brennstoffe und Kohlenstoffflüsse. Kohlenstoffarme Brennstoffe können aus Biomasse, erneuerbarem Strom, Kernenergie, fossilen Kohlenstoffquellen mit Kohlenstoffabscheidung oder aus recycelten Kohlenstoffquellen hergestellt werden. Das Diagramm unterscheidet zwischen Energieflüssen und Kohlenstoffflüssen und zeigt, ob der Kohlenstoff biogenen Ursprungs, aus der Atmosphäre stammend, aus fossilen Quellen gewonnen, abgeschieden oder gespeichert ist.
| Kraftstofffamilie | Optimale Verwendung | Hauptbeschränkung |
| Biokraftstoffe | Nachhaltiger Flugkraftstoff für die nahe Zukunft, sofern nachhaltige Biomasse verfügbar ist | Begrenzte Rohstoffvorkommen, Druck auf die Landnutzung und konkurrierende Nachfrage |
| Wasserstoff / Ammoniak | Industrierohstoffe, Zwischenprodukte für Kraftstoffe, ausgewählte Schifffahrtsrouten | Bedarf an Speicher, Transport, Infrastruktur und CO₂-armem Strom |
| Power-to-Liquid-Kraftstoffe | Direkt einsetzbare Flugkraftstoffe und kohlenstoffhaltige Chemikalien, bei denen flüssige Kohlenwasserstoffe weiterhin erforderlich sind | Hoher Strombedarf, glaubwürdige CO2 Beschaffung und Abwägungen zwischen Kosten und Emissionen |
Gute Anbaugebiete sind nicht nur die sonnigsten Regionen
Da jede Kraftstofffamilie auf unterschiedliche Ausgangsstoffe angewiesen ist, spielt die geografische Lage bei der Wahl der Technologie eine Rolle. Bei Biokraftstoffen ist die Verfügbarkeit nachhaltiger Biomasse entscheidend. Bei Wasserstoff, Ammoniak und PtL-Kraftstoffen kommt es auf die Qualität der erneuerbaren Ressourcen an, da Strom ein wesentlicher Ausgangsstoff ist. Bei allen Pfaden hängen die Produktionskosten jedoch auch von den Finanzierungsbedingungen, der Infrastruktur und der Möglichkeit ab, den Kraftstoff als tatsächlich kohlenstoffarm zu zertifizieren.
Um diese Unterschiede zu quantifizieren, haben wir eine globale technisch-wirtschaftliche Bewertung Dabei wurden 21 Wege zur Nutzung kohlenstoffarmer Kraftstoffe in verschiedenen Ländern und Zukunftsszenarien miteinander verglichen. Die Untersuchung zeigt, dass kohlenstoffarme Kraftstoffe wahrscheinlich weiterhin knapp und ungleichmäßig verteilt bleiben werden. Technologischer Fortschritt und sauberere Stromversorgungssysteme können die Kosten bis 2050 senken, machen jedoch nicht jeden Weg überall realisierbar.
Bei PtL-Kraftstoffen lautet die wichtigste Erkenntnis, dass gute erneuerbare Ressourcen zwar notwendig, aber nicht ausreichend sind. Eine sonnen- oder windreiche Region kann dennoch teuren Kraftstoff produzieren, wenn das Investitionsrisiko hoch ist, da Elektrolyseure, Anlagen zur direkten Luftabscheidung sowie Speicher- und Syntheseanlagen kapitalintensiv sind. Umgekehrt kann ein Land mit mäßigen erneuerbaren Ressourcen an Bedeutung gewinnen, wenn es über eine zuverlässige Infrastruktur, niedrige Finanzierungskosten, Zugang zu Häfen und glaubwürdige Zertifizierungssysteme verfügt.
Dadurch entsteht eine geografische Rollenverteilung. Nordafrika, die Iberische Halbinsel, Chile, Australien und Teile des Nahen Ostens verfügen möglicherweise über ein großes Potenzial für die Produktion von Wasserstoff und E-Kraftstoffen. Länder wie Deutschland, die Schweiz und die Niederlande werden eher als Nachfragemärkte, Importknotenpunkte und normgebende Märkte fungieren, auf denen importierte Kraftstoffe ihre Treibhausgas-Einsparungen über den gesamten Lebenszyklus, die Herkunft aus erneuerbaren Stromquellen und ihre Rückverfolgbarkeit nachweisen müssen, bevor sie auf die EU-Klimaziele angerechnet werden können.
Die jüngsten Ereignisse unterstreichen den strategischen Wert dieser Perspektive. Im Frühjahr 2026 trieben Konflikte im Nahen Osten und Störungen in der Straße von Hormus die Preise für Flugkraftstoff auf Mehrjahreshochs, was die Fluggesellschaften unter Kostendruck setzte, die Flugpreise in die Höhe trieb und Schwachstellen in den Lieferketten für Flugkraftstoff offenlegte. Das macht nachhaltige Flugkraftstoffe zwar nicht von heute auf morgen billig, kann aber die Kostendifferenz verringern und erinnert uns daran, dass die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen auch die Luftfahrt Preisschocks aussetzt. Wo erneuerbare Ressourcen, Infrastruktur und Zertifizierungssysteme verfügbar sind, könnten LCFs dazu beitragen, zukünftige Kraftstoffversorgungsketten zu diversifizieren.
Günstige E-Kraftstoffe sind nicht immer kohlenstoffarm
Unsere Ökobilanz zu Power-to-Liquid-Kraftstoffen liefert eine zweite Warnung: Günstige E-Kraftstoffe sind nicht automatisch klimafreundlich. Die Herstellung synthetischer Kraftstoffe benötigt Strom für die Wasserstofferzeugung sowie für die direkte CO₂-Abscheidung aus der Luft2, sowie für die Kraftstoffsynthese. Stammt dieser Strom aus einem kohlenstoffintensiven Netz, kann der Endkraftstoff einen Großteil seines Klimavorteils einbüßen. Wie Abbildung 2 zeigt, decken sich die Regionen mit niedrigen Kosten und niedrigen Treibhausgasemissionen nicht vollständig.
Unser Ergebnis verdeutlicht diese Bedingung. Unserer Analyse zufolge verliert der synthetische Fischer-Tropsch-Flugkraftstoff seinen Klimavorteil, wenn die Kohlenstoffintensität des Stromnetzes etwa 0,13 kg CO2e/kWh. Bei der Umwandlung von Methanol in Flugkraftstoff wird der fossile Referenzwert bei etwa 0,08 kg CO2e/kWh. Diese Werte liegen unter der durchschnittlichen Stromerzeugungsintensität in der EU von etwa 0,21 kg CO2e/kWh im Jahr 2024 und damit weit unter dem Niveau kohleintensiver Stromnetze. Die politische Frage lautet daher nicht einfach, ob ein Brennstoff synthetisch ist, sondern ob der damit erzeugte Strom nachweislich kohlenstoffarm ist.
Strom aus kohlenstoffarmen Quellen muss Vorrang vor E-Kraftstoffen haben
Die Politik geht bereits über einfache Vorgaben hinaus. ReFuelEU Aviation schafft Nachfrage, indem es vorschreibt, dass der SAF-Beimischungsanteil an EU-Flughäfen von 2% im Jahr 2025 auf 70% bis 2050 steigen muss, einschließlich einer Teilvorgabe für synthetischen Flugkraftstoff von 1,2% im Jahr 2030 auf 35% bis 2050. Doch die RED/RFNBO Dieser Rahmen legt fest, ob wasserstoffbasierte Kraftstoffe tatsächlich als erneuerbar gelten können: Die Hersteller müssen die Herkunft des erneuerbaren Stroms, die Treibhausgaseinsparungen über den gesamten Lebenszyklus sowie die Rückverfolgbarkeit der Lieferkette nachweisen.
Für die Schweiz hat dies pragmatische Konsequenzen. Da die im Inland erzeugte Strommenge aus erneuerbaren Energien begrenzt und für die direkte Elektrifizierung sowie den Bedarf des Stromnetzes von großem Wert ist, ist es unwahrscheinlich, dass die Schweiz zu einem Massenproduzenten von E-Kraftstoffen wird. Vielmehr dürfte sie die Rolle eines anspruchsvollen Abnehmers, eines Luftverkehrsmarktes und eines mit der Infrastruktur vernetzten Importknotenpunkts einnehmen. Im Anschluss an Die Umsetzung von ReFuelEU Aviation in der Schweiz, Die Flughäfen Zürich und Genf unterliegen ab dem 1. Januar 2026 denselben Anforderungen wie die Flughäfen in der EU.
Kohlenstoffarme Kraftstoffe brauchen einen Plan, nicht nur eine Vorgabe. Die geografischen Gegebenheiten entscheiden darüber, ob sie bezahlbar sind. Die Stromversorgung entscheidet darüber, ob sie klimaverträglich sind. Infrastruktur und Zertifizierung entscheiden darüber, ob sie zuverlässig bereitgestellt und als wirklich kohlenstoffarm eingestuft werden können. Die Politik sollte daher den Ausbau kohlenstoffarmer Stromerzeugung, eine strenge Zertifizierung der Treibhausgasintensität von Strom und Kraftstoffen sowie Einführungsstrategien priorisieren, die Kosten, Infrastruktur und weiterreichende Umweltauswirkungen ausdrücklich gegeneinander abwägen.
