Das Methanol Zeitalter (eBook)

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METHANOL IST LÄNGST ALLTAGSTAUGLICH

Methanol als bedeutender Energieträger, als zukunftsträchtige Lösung für viele Bereiche – das ist nicht Science-Fiction. Denn das Methanolzeitalter hat längst begonnen. Im Kleinen zwar noch, aber zahlreiche Anwendungsbeispiele beweisen schon heute, dass es hier nicht um eine utopische Idee geht, bei der man nicht so recht weiss, ob sie dann in der Praxis wirklich funktioniert. Verschiedene Lösungen sind bereits auf dem Markt, andere stehen kurz vor der Einführung, und noch mehr neue Anwendungsmöglichkeiten werden derzeit entwickelt.

Der entscheidende Punkt dabei ist: Das synthetische Methanol muss nachhaltig sein. Das bedeutet: Es ist umweltfreundlich hergestellt aus Wasser, Kohlendioxid (CO2) und Strom. Der Strom stammt dabei aus erneuerbaren Quellen wie Sonne/Photovoltaik, Wind- und Wasserkraft oder Geothermie. Das Kohlendioxid wird beispielsweise aus den Abgasen von Kehrichtverbrennungsanlagen, Zementfabriken oder anderen Industriebetrieben gewonnen. CO2 kann auch aus der Luft abgesaugt oder dem Meerwasser entzogen werden.

Die hier vorgestellten Beispiele von Anwendungen mit Methanol als Energieträger zeigen, wo und wie sich Methanol schon heute als alternative Energiequelle in der Praxis bewährt. Wohlwollendes Abwiegeln à la «Schön wär’s, aber …» gilt nicht mehr. Denn die hier kurz vorgestellten Lösungen mit Methanol stellen nicht irgendwelche Ideen dar, sondern sind Technologien, die tatsächlich schon heute funktionieren und sich praktisch bewährt haben. Und dies nachhaltig, sicher und sauber.

Mobilität

Der CO2-Ausstoss von Transportmitteln wie Autos, Schiffen und Flugzeugen gehört zu den wesentlichen Ursachen des Klimawandels. Rund 25 Prozent des weltweit emittierten CO2 stammt aus dem Transportsektor: rund 8,25 Milliarden Tonnen.7 In der Schweiz verursacht der Verkehr (ohne den internationalen Flugverkehr) laut dem Bundesamt für Statistik 40 Prozent der CO2-Emissionen: 14,7 Millionen Tonnen. Davon kommen 72 Prozent von Personenwagen, 12 Prozent von Lastwagen, 8 Prozent von Lieferwagen, 3 Prozent von Bussen und 1,6 Prozent von Motorrädern.8

Angesichts des hohen Anteils des Verkehrs an den schädlichen Treibhausgasen sind neue Lösungen im Bereich der Mobilität dringend. Die Autoindustrie, die sich lange nicht von den alten Technologien lösen wollte und das Problem weitgehend ignorierte, stürzt sich, vor allem angesichts des Erfolgs von Tesla, seit Kurzem voll auf die batteriebetriebene Elektromobilität. Diese wird mancherorts von den Behörden gefördert, sei es durch direkte Beiträge (wie beispielsweise Zuschüsse für den Kauf von Elektroautos in Deutschland9) oder durch indirekte Förderung (in der Schweiz etwa durch reduzierte Verkehrsabgaben10).

Batteriebetriebene Autos boomen. In der Schweiz war der Tesla Model 3 im Jahr 2021 das meistverkaufte Automodell; mehr als 13 Prozent der neu zugelassenen Neuwagen waren reine «Stromer».11 Das ist insofern positiv, als sie beim Betrieb kein CO2 ausstossen. Das ist einer der wenigen Vorzüge, welche diese Technologie bieten kann. Die Liste der Nachteile der heute gängigen Elektroautos ist länger. Neben geringen Reichweiten und langen Ladezeiten, die einfach unpraktisch sind, ist vor allem die Batterie als Energiespeicher ein Problem. Und zwar in verschiedener Hinsicht. Für die Herstellung der Batterien werden kostbare Rohstoffe wie Lithium und Kobalt gebraucht. Der Abbau solcher Stoffe ist in hohem Masse umweltbelastend, vor allem die Grundwasserversorgung in den Abbauregionen gilt als gefährdet. Zur Diskussion stehen immer wieder auch die Arbeitsbedingungen in den Minen, die sich mehrheitlich in Entwicklungsländern befinden. Die Batterien in den Autos sind schwer, dadurch wird das Gesamtgewicht des Wagens höher, was wiederum dazu führt, dass mehr Energie benötigt wird, um die angestrebten Fahrleistungen und Reichweiten zu erreichen. Zudem sind die Batterien sehr teuer – sie sind das teuerste Element an Elektrofahrzeugen. Ist eine Batterie defekt, fallen hohe Kosten an. Ungelöst ist schliesslich auch die Entsorgung der Batterien, wenn ihre Laufzeit zu Ende ist.

Als Alternative wird sowohl von der Politik wie von Herstellern immer wieder Wasserstoff ins Gespräch gebracht. Dieser ist aber im Handling schwierig und birgt Gefahren, die für eine sichere Anwendung einen riesigen logistischen Aufwand und damit hohe Kosten mit sich bringen würden (mehr dazu in Kapitel 4). Allein die Realisierung von Tankstellen für Wasserstoff wäre so aufwendig, dass sich das im Endeffekt nicht vernünftig rechnet.

Mit Methanol hat man die Probleme nicht, die sich bei Wasserstoff stellen. Methanol kann ganz einfach an einer zusätzlichen Säule an normalen Tankstellen angeboten werden. Wie aber werden Autos und Motoren anderer Verkehrsmittel mit Methanol betrieben? Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten. Zum einen kann Methanol als klimaneutraler und abgasfreier Treibstoff für Verbrennungsmotoren verwendet werden. Zum anderen können Elektromotoren statt durch Batterien, die immer wieder neu geladen werden müssen, mit Strom betrieben werden, der direkt im Fahrzeug aus Methanol gewonnen wird: Getankt wird Methanol, dieses wird im Auto durch einen sogenannten TPV-Wandler (TPV = thermophotovoltaisch) oder eine Brennstoffzelle in Strom umgewandelt. Diese Lösung ist effizienter, als Methanol direkt im Motor zu verbrennen. Für beide Lösungen gibt es funktionierende Beispiele.

Autos

Der VW Beetle, der Methanol verbrennt

Mit nur wenigen Anpassungen kann ein normaler Benzinmotor mit Methanol betrieben werden. Das zeigt eindrücklich der VW Beetle, der im Auftrag unserer Firma Silent-Power in Cham auf Methanolbetrieb umgerüstet wurde. Daniel Bachmann, der in Inwil bei Baar die auf die Restaurierung klassischer Fahrzeuge der Marken VW, Audi und Porsche spezialisierte Autowelt Bachmann12 betreibt, hat die Anpassung des Beetle-Motors realisiert. Und staunte selbst, als er feststellte, dass der Käfer mit Methanol nach wenigen Justierungen die gleichen Fahrleistungen erreichte wie mit Benzin. Mit einem wesentlichen Unterschied: Was aus dem Auspuff kommt, ist rückstandfrei, riecht nicht und belastet die Umwelt nicht. «Sie können unbesorgt einen Lungenzug nehmen am Auspuff», sagt Daniel Bachmann, als er bei einer Präsentation des Fahrzeugs den Motor anlässt.

Methanol liefert bei der direkten Verbrennung weniger Energie als Benzin, man verbraucht für die gleiche Leistung und Reichweite daher mehr Methanol als Benzin. Mit einer Tankfüllung Methanol schafft man nur etwa 60 Prozent der Strecke, die man mit Benzin zurücklegen kann. Deshalb ist das keine Lösung, die für den Massenmarkt wirklich sinnvoll ist. Vor allem aber für den umweltfreundlichen Betrieb von Liebhaberfahrzeugen wie Oldtimer und sogenannte Youngtimer kann Methanol als direkter Treibstoff eine interessante Lösung sein.

Schon seit vielen Jahren wird Methanol als kraftvoller Treibstoff auch dem Benzin für Rennwagen beigemischt, um eine höhere Leistung zu erzielen. Solche Mischungen werden als «Rennbenzin» angeboten, die Motoren müssen darauf abgestimmt sein. Rennbenzin verbrennt besser und schneller als konventionelles Benzin von der Tankstelle, wodurch die Leistung des Motors gesteigert werden kann. Ebenfalls schon seit Jahrzehnten ist Methanol als Treibstoff für Rennboote beliebt.

Supersportwagen mit Methanol-Brennstoffzelle

Nach seiner Tochter Nathalie hat der ehemalige Audi-Chefingenieur Robert Gumpert seinen Methanol-Supersportwagen benannt. In seinem Betrieb in Ingolstadt, wo auch sein ehemaliger Arbeitgeber seinen Hauptsitz hat, arbeitete er in den letzten Jahren mit einem kleinen Team an der Verwirklichung seiner Idee. 2021 hat er dann Nathalie vorgestellt: einen Supersportwagen, dessen Elektromotoren durch Strom aus einer Methanol-Brennstoffzelle gespeist werden.13

In einem Beitrag bei «Focus Online», dem Digitalportal des deutschen Nachrichtenmagazins «Focus», vergleicht er seine Nathalie mit dem elektrischen Porsche Taycan.14 Die Reichweite des Taycan mit einer 93-kWh-Batterie liege bei einer Geschwindigkeit von 130 km/h bei 340 Kilometern, diejenige seiner Nathalie mit einem 70-kWh-Akku und einem 65-Liter-Methanoltank dagegen bei gut 750 Kilometern. Dabei beschleunige Nathalie schneller (0–100 km/h in 2,5 Sekunden) als der Porsche (4 Sekunden) und könne eine höhere Geschwindigkeit erreichen (300 km/h gegenüber 250 km/h). Während der Taycan bis zu fast 2,4 Tonnen auf die Waage bringe, wiege Nathalie 1,75 Tonnen. Und während man beim Taycan lange Ladezeiten in Kauf nehmen müsse, sei Nathalie in wenigen Minuten aufgetankt.

Natürlich brauche niemand heute wirklich ein Auto mit diesen Fahrleistungen, gesteht Gumpert freimütig ein. Er versteht seinen Sportwagen als «Leuchtturmprojekt» und «Marketingtool», das zeigt, was möglich ist. Nichtsdestoweniger soll es bereits Interessenten geben, die den Wagen, den Gumpert in einer Kleinserie zum Preis von 400 000 Euro anbietet, kaufen wollen.

Zwei Jahre bevor er die funktionierende Nathalie vorstellte, hatte Robert Gumpert beim deutschen Verkehrsministerium nach finanzieller Unterstützung für seine Entwicklungsarbeit gefragt. Dort beschied man ihm, er solle doch die Tauglichkeit seiner Idee zuerst an einem vernünftigeren Fahrzeug als an einem Supersportwagen beweisen. Man stellte ihm dafür einen E-Smart zur Verfügung. Gumpert rüstete diesen mit seiner Methanol-Brennstoffzelle aus. Der Smart funktioniere «wahnsinnig gut», sagte er in einem Interview mit dem Deutschlandfunk: «Wir sind jetzt schon fast 20 000 Kilometer mit dem Auto gefahren ohne irgendwelche...