Ein Gastbeitrag von Michael Trapp aus Nonnenhorn

Es bleibt nicht mehr viel Zeit um das Erreichen eines ökologischen Kipppunktes zu verhindern mit dem wir unsere labile Weltordnung gefährden würden. Die atmosphärische CO₂-Konzentration steigt beschleunigt an, von ~1 ppm CO₂ p.a. in den 1960ern auf über 3 ppm p.a. in 2023 / 2024. Trägheitsmomente der Erdsphären, Rückkopplungseffekte, unbekannte Mechanismen erdsystemischer Veränderungen, Volkswirtschaften mit fossiler Abhängigkeit (fördernde & nutzende) u.a.m. indizieren einen weiteren Anstieg der CO₂-Konzentration und damit der globalen Oberflächentemperatur, denn sie folgt der CO₂-Konzentration. Eine dauerhafte Überschreitung der 1,5°C Grenze (Pariser Abkommen von 2015) in den nächsten Jahren wird nicht mehr zu verhindern sein, denn dafür müssten wir die Treibhausgasmissionen bis 2030 um 43% reduzieren haben (Quelle: UNFCCC).

Um im verbleibenden Zeitraum die jährliche Emission von ~37 Gt CO₂ oder ~58 Gt CO_2e* zu minimieren und die nicht vermeidbaren CO₂ Emissionen sowie das angereicherte CO₂ aus der Atmosphäre (~1.100 Gt CO₂) zumindest teilweise zu binden oder zu speichern, braucht es ein globales Miteinander und eine konsequente Umsetzung klimaneutraler Schlüsseltechnologien. Auf dem Weg zur Klimaneutralität müssen die Produktlebenszyklus-Emissionen, die transformationsbedingten Umbauemissionen als auch die Carbon Pay Back Time** einberechnet werden. Auch Rohstoffart, Dezentralität der Rohstoffgewinnung sowie -verarbeitung sind signifikante Einflussfaktoren.

* CO_2e = CO₂-Äquivalente, Maßeinheit mit der das Erwärmungspotenzial verschiedener Treibhausgase auf ihre äquivalente Menge an CO₂umgerechnet wird.

** Die Zeit, die ein Produkt braucht um die über seinen gesamten Lebenszyklus freigesetzten Treibhausgase durch Vermeidung von Treibhausgas-Emissionen zurückzuzahlen.

Grünes Methanol

Die Nutzung von Grünem Methanol (CH₃OH)  ist eines dieser Schlüsseltechnologien. Synthetisiert aus CO₂, Wasser und regenerativem Strom hat es das Potential Milliarden Tonnen Treibhausgasemissionen zu vermeiden ohne dabei planetare Stoffströme zu stören (siehe: M Trapp Pädiatrische Allergologie » 04 / 2025 » Umweltmedizin S 46-52).

Methanol, noch produziert aus Erdgas, ist ein Grundstoff für zahlreiche Industriegüter, wie Klebstoffe, Farben, Kunststoffe, Baustoffe, Kältemittel, u.v.m. Marktprognosen gehen davon aus, dass 2050 ca. 500 Millionen Tonnen p.a. produziert werden. Grünes Methanol kann als Treibstoff für die Schifffahrt, den Straßenverkehr und als Grundstoff für Kerosin im Flugverkehr eingesetzt werden, kann Gebäuden als Heizstoff und Warmwasserbereiter dienen. Die Infrastruktur bedingten Umbauemissionen für die breite Anwendung von Grünem Methanol sind im Vergleich zu Wasserstoff geringer, da existierende Speicher-, Transport- oder Tanknetze mit wenig Anpassungsaufwand genutzt werden können und Erfahrungen aus der Industriellen Verwendung liegen bereits vor. Grünes Methanol ein „goldener“ Baustein in der Wertschöpfungskette.

Es werden Rohstoffe und Energiequellen genutzt, die unendlich verfügbar sind und das Prinzip eines ökologischen Kreislaufs. erfüllen Es kann in kleinen oder großen Reaktoren vor Ort des Gebrauchs hergestellt werden, was noch einige Entwicklungsschritte braucht. Dazu muss der Reaktor CO₂ aus der Luft filtrieren können oder Zugang zu anderen CO₂-Quellen haben (Biogasanalgen, Zementfabriken, sequestriertes CO₂etc.). Er muss sich selbst mit regenerativem Strom versorgen können und benötigt einen Wasseranschluss. In ersten Entwicklungsprojekten wird sogar versucht das bei der Verbrennung (2CH₃OH + 3O₂ –> 2CO₂ + 4H₂O) wieder freiwerdende CO₂ und Wasser im Reaktor aufzufangen und wieder zu verwenden.

Grünes Methanol im Straßenverkehr

Während in der Schifffahrt bereits mehrere Schiffe mit Grünem Methanol fahren, wird für den Straßenverkehr noch diskutiert welche Bedeutung Wasserstoff-Motoren, Batterie betriebene Elektromotoren und Methanol-Motoren für den Pkw- und Schwerlast-Verkehr haben. Hybride Optionen erweitern das Spektrum dieser emissionsminimierten Antriebssysteme. Um die maximale Treibhausgas-Emissionsminimierung zu erreichen muss die gesamte Rohstoff-Energie-Kette, der Aufwand für die Infrastrukturanpassung und letztendlich der Gesamtwirkungsgrad des Antriebssystems Berücksichtigung finden.

Methanol betriebene Fahrzeuge

Mit Grünem Methanol betriebene Fahrzeuge bieten ein hohes Maß an Emissionsminimierung, insbesondere wenn sie in Verbindung mit Elektroantrieben als Range Extender eingesetzt werden. Die Transport-, Lager- und Betankungsinfrastruktur kann zum großen Teil übernommen werden. Methanol ermöglicht schnelles Betanken wie gewohnt, bietet ähnliche Reichweiten wie fossile Flüssigkraftstoffe und funktionieren selbst bei Extremtemperaturen von minus 40°C. Der breite Anwendungsbereich mit entsprechendem Produktionsvolumen sprechen für einen preiswerten Zukunfts-Treibstoff. Es wird wahrscheinlich kein multifunktionales Antriebssystem für alle Segmente im Straßenverkehr geben. Mobilitätszweck, kommende Entwicklungsergebnisse, private und öffentliche Solarstromverfügbarbarkeit, gesetzliche Vorgaben u.a. werden unterschiedliche Bedarfe erzeugen. Das oberste Entscheidungskriterium sollte aber die Treibhausgas-Emissionsminimierung sein auch wenn diese Investitionen mit einem langfristigem ROI verbunden sind.

Keine Zeit für kleine Schritte

Für die Produktion von Grünem Methanol wird CO₂ derzeit hauptsächlich aus Biomasse und Klärschlamm gewonnen. Für die Produktion im Millionen Tonnen Maßstab braucht es aber andere Quellen zumal Biomasse als Biokohle ein wertvoller Rohstoff für die Materialwirtschaft werden könnte. Derzeit entsteht die zweite Generation der Direct Air Capture Technologien, mit einem deutlich geringeren Energiebedarf. Damit rückt die Produktion von großen Mengen Grünen Methanols in greifbare Nähe.

Marktetablierung

Die Dringlichkeit der Transformation in ein klimaneutrales Wirtschaften wächst. Einem schnellen Markthochlauf von Grünem Methanol stehen Investitionsrisiken, Patente und fehlende großtechnische Erfahrungen entgegen.

In China werden bereits die ersten Methanol-Tankstellennetze errichtet, in Dänemark fahren 35 Containerschiffen der Maersk-Gruppe mit Methanolmotoren und die Viel­zahl der Forschungs- und Entwick­lungsprojekte, Unternehmen und staatlichen Unterstützungen, die grü­nes Methanol als Transformations­baustein fördern, indiziert eine beschleunigte Marketablierung. Eine nationale oder europaweite fossilfreie Methanol-Wirtschaft hätte nicht nur signifikante Emissionsminderung zur Folge, sondern auch weitreichende wettbewerbsstrategische Konsequenzen für die Energie- und Materialwirtschaft. CO₂, Wasser und Grüner Strom als Rohstoffe für einen multiplen Produktnutzen würden dazu beitragen ein hohes Maß an wirtschaftlicher Unabhängigkeit zu erreichen. Eine Methanol-Wirtschaft hätte vielleicht auch eine Signalwirkung für die Realisierung anderer Schlüsseltechnologien.

Es geht um unsere Zukunft und die unserer Kinder.

Titelbild: Michael Trapp