e-Methanol erklärt: Vom Windrad in den Tank

Wenn heute über klimaneutrale Kraftstoffe gesprochen wird, fällt fast immer der Begriff e-Methanol. Gemeint ist Methanol, das nicht aus Erdgas oder Kohle stammt, sondern synthetisch aus erneuerbarem Strom, Wasser und CO₂ hergestellt wird. Das Verfahren gehört zur Familie der Power-to-X-Technologien („PtX“): Elektrische Energie wird in einen chemischen Energieträger umgewandelt, der sich lagern, verschiffen und in vorhandenen Motoren nutzen lässt. Was auf dem Papier einfach klingt, ist in der Praxis eine lange Kette von Prozessschritten – mit entsprechenden Verlusten und Kosten.

Schritt 1: Elektrolyse – Strom wird zu Wasserstoff

Am Anfang steht die Elektrolyse: Elektrischer Strom spaltet Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Stammt der Strom aus Wind- oder Solaranlagen, spricht man von grünem Wasserstoff. Moderne Elektrolyseure erreichen Wirkungsgrade von grob 60 bis 70 Prozent – das heißt, schon in diesem ersten Schritt gehen rund ein Drittel der eingesetzten Strommenge als Abwärme verloren. Die Elektrolyse ist zugleich der größte Kostenblock: Nach übereinstimmenden Analysen etwa von Fraunhofer-Instituten und der Internationalen Energieagentur bestimmt der Strompreis maßgeblich, was e-Methanol am Ende kostet.

Schritt 2: Die CO₂-Quelle – entscheidend für die Klimabilanz

Für die Methanolsynthese braucht es neben Wasserstoff auch Kohlenstoff in Form von CO₂. Woher dieses CO₂ stammt, entscheidet darüber, ob das Produkt wirklich klimaneutral ist:

• Biogenes CO₂ aus Biogasanlagen, Kläranlagen oder der Holz- und Zellstoffindustrie gilt als klimaneutral, weil der Kohlenstoff zuvor von Pflanzen aus der Luft aufgenommen wurde. Die meisten aktuellen e-Methanol-Projekte setzen auf diese Quelle.
• Direct Air Capture (DAC) filtert CO₂ direkt aus der Umgebungsluft. Das ist die sauberste, aber derzeit mit Abstand teuerste Variante.
• Industrielles Abgas-CO₂, etwa aus Zementwerken, senkt zwar Emissionen, verlagert aber fossilen Kohlenstoff nur um einen Nutzungsschritt. Die EU-Regeln erkennen solche Quellen für erneuerbare Kraftstoffe nur übergangsweise und unter Auflagen an.

Schritt 3: Die Methanolsynthese

Wasserstoff und CO₂ reagieren an einem Katalysator – typischerweise auf Kupfer-Zink-Basis – bei erhöhtem Druck und Temperaturen um 250 Grad Celsius zu Methanol und Wasser. Das Verfahren ist chemisch gut beherrscht und läuft in Demonstrations- und ersten kommerziellen Anlagen stabil. Als Pionier gilt eine Anlage in Island, die schon seit den 2010er-Jahren Methanol aus Geothermie-Strom und vulkanischem CO₂ produziert. Inzwischen sind deutlich größere Projekte hinzugekommen, etwa in Dänemark und China, die unter anderem die ersten Methanol-Containerschiffe von Maersk beliefern – mehr dazu im Beitrag Methanol in der Schifffahrt. Gemessen an der weltweiten Methanolproduktion ist die e-Methanol-Menge aber noch verschwindend klein.

Die Effizienzfrage: Was auf dem Weg verloren geht

Die zentrale Schwäche aller E-Fuels ist der Wirkungsgrad über die Gesamtkette („Well-to-Wheel“). Eine vereinfachte Rechnung: Von 100 Kilowattstunden erneuerbaren Stroms bleiben nach der Elektrolyse grob 60 bis 70 übrig, nach der Methanolsynthese etwa 50 bis 55. Wird das Methanol anschließend in einem Verbrennungsmotor mit 30 bis 40 Prozent Wirkungsgrad genutzt, kommen am Rad nur noch rund 15 bis 20 Kilowattstunden an. Ein batterieelektrisches Fahrzeug bringt aus denselben 100 Kilowattstunden je nach Rechnung 60 bis 70 auf die Straße. Diese Größenordnungen sind in Studien von Agora Verkehrswende, Fraunhofer-Instituten und dem Umweltbundesamt gut dokumentiert – die genauen Werte variieren je nach Annahmen, an der Grundaussage ändert das nichts: Direktstrom ist effizienter, wo er praktikabel ist.

Daraus folgt aber nicht, dass e-Methanol sinnlos wäre. Denn der Vergleich gilt nur dort, wo Batterien tatsächlich eine Option sind. Ein Containerschiff auf Ozeanroute oder ein Fernverkehrs-Lkw mit engen Zeitfenstern kann nicht auf absehbare Zeit rein batterieelektrisch fahren. Zudem lässt sich e-Methanol dort produzieren, wo erneuerbarer Strom besonders günstig ist – etwa in Patagonien, Australien oder Nordafrika – und dann als normale Flüssigkeit verschiffen. Der schlechtere Wirkungsgrad wird so teilweise durch bessere Erzeugungsbedingungen kompensiert. Eine Einordnung der Kosten liefert der Beitrag Kosten & Preisvergleich.

Fazit

e-Methanol ist technisch machbar und wird bereits kommerziell produziert – allerdings in kleinen Mengen und zu hohen Kosten. Die Effizienzkette spricht dafür, den knappen grünen Kraftstoff zuerst dort einzusetzen, wo es keine batterieelektrische Alternative gibt. Wie sich das auf die Frage auswirkt, ob Sie irgendwann Methanol in Deutschland tanken können, lesen Sie im entsprechenden Grundlagenbeitrag.