E-Fuels – Internationaler Austausch von Forschungserkenntnissen und Aktivitäten

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502296

Kurzbeschreibung (Deutsch)

In diesem Projekt wird ein internationaler Austausch zum Thema E-Fuels für Güter- und Personentransport geleitet. Dazu gehört das Abholen der Bedürfnisse der teilnehmenden Länder sowie das Einholen ihrer Expertise. Der Austausch soll dazu dienen, dass die einzelnen Länder mit ihrer Expertise die Wissenslücken anderer Ländern füllen können, und umgekehrt von der Expertise anderer Länder profitieren. Ein Ziel dieses Projektes für die Schweiz ist ein Erkenntnisgewinn zu E-Fuels aus dem Austausch sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene. Damit kann sich die Schweiz ein Bild des Entwicklungsstands von E-Fuels auf globaler Ebene machen und daraus ableiten, welche offenen Forschungslücken noch bestehen. Der Inhalt dieses Projektes ist eine Zusammenstellung der bisherigen Erkenntnisse aus der Schweiz sowie die Koordination des internationalen Austauschs.

Kurzbeschreibung (Englisch)

This project conducts an international exchange on the topic of e-fuels for transportation. Both the needs of the participating countries and their expertise will be gathered. The exchange should enable the individual countries to fill the knowledge gaps of other countries with their expertise and, conversely, to benefit from the expertise of other countries.One goal of this project for Switzerland is to gain knowledge about e-fuels through the exchange at national and international level. This will enable Switzerland to get a picture of the state of development of e-fuels on a global level and to deduce which open research gaps still exist. The content of this project is a compilation of previous findings from Switzerland and the coordination of the international exchange of information.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Ce projet consiste à gérer un échange international sur le thème des e-fuels pour le transport de marchandises et de personnes. Il s'agit notamment de recueillir les besoins des pays participants et de solliciter leur expertise. L'échange doit permettre à chaque pays de combler les lacunes de connaissances des autres pays grâce à son expertise et, inversement, de profiter de l'expertise des autres pays. L'un des objectifs de ce projet pour la Suisse est d'acquérir des connaissances sur les e-fuels grâce à l'échange, tant au niveau national qu'international. La Suisse pourra ainsi se faire une idée de l'état de développement des e-fuels au niveau mondial et en déduire les lacunes de recherche encore ouvertes. Le contenu de ce projet est une compilation des connaissances acquises jusqu'à présent en Suisse ainsi que la coordination des échanges internationaux.

Schlussbericht (Deutsch)

Um die Treibhausgasemissionen weltweit zu reduzieren, müssen Alternativen zu fossilen Kraftstoffen entwickelt und genutzt werden. Neben der E Mobilität und der Nutzung von Kraftstoffen aus Biomasse besteht die Möglichkeit, synthetische Kraftstoffe für den Personen- und Güterverkehr zu nutzen. Erneuerbar hergestellte synthetische Kraftstoffe ("E-Fuel" oder "Power-to-X") ersetzen fossiles Benzin, Diesel und Kerosin. Diese Kraftstoffe können flüssig ("Power-to-Liquid"; z. B. Methanol oder synthetisches Kerosin) oder gasförmig ("Power-to-Gas"; Wasserstoff, Methan) sein. Das Hauptziel des AMF-Task 64 besteht darin, durch einen internationalen Austausch Erkenntnisse über E-Fuels zu gewinnen. Der enge Dialog zwischen AMF-Task 64 und Bioenergy TCP hat gezeigt, dass E-Fuels in Kombination mit Biofuels betrachtet werden sollten. Die beiden unterschiedlichen Herstellungsverfahren konkurrieren nicht, sondern ergänzen sich gegenseitig. Da Biofuels in der Regel billiger hergestellt werden können als E-Fuels, werden E-Fuels eingesetzt, wenn die Ressourcen für Biofuels nicht ausreichen. Es gibt bereits einige Technologien zur Herstellung von E-Fuels, die einen hohen technologischen Reifegrad (TRL) aufweisen. Doch selbst wenn einzelne Technologien einen hohen TRL-Wert haben, kann der TRL-Wert bei der Kombination in einer Gesamtanlage niedriger sein. Daher muss bei der Analyse des Reifegrads einer Technologie der gesamte Produktionsprozess berücksichtigt werden. E-Fuels werden für den Einsatz in Sektoren diskutiert, die schwer zu elektrifizieren sind. Dazu gehören die internationale Schifffahrt, die Luftfahrt und die Industrie. Die Motivation für den Umstieg auf (teurere) erneuerbare Treibstoffe liegt zum einen in den Preisen der verpflichtenden CO2-Zertifikate, zum anderen in Kundenanforderungen, die den Umstieg auf erneuerbare Systeme beschleunigen. Der wichtigste Kostenfaktor bei der Herstellung von E-Fuels ist Wasserstoff, dessen Produktionskosten hauptsächlich von den Strompreisen und den Investitionskosten  abhängen. Elektrizität und Wasserstoff sind auch der Schlüssel zu kohlenstoffarmen E-Fuels. Die Analyse zeigt, dass E-Fuels in Kombination mit erneuerbarem Strom und/oder Wasserstoff im Vergleich zu ihren Pendants aus fossilen Brennstoffen erhebliche Vorteile bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen bieten.

Schlussbericht (Englisch)

In order to reduce greenhouse gas emissions worldwide, alternatives to fossil fuels must be developed and used. In addition to e-mobility and the use of fuels from biomass, there is the possibility of using synthetic fuels for passenger and freight transport. Renewably produced synthetic fuels ("e-fuel" or "power-to-X") replace fossil petrol, diesel and paraffin. These fuels can be liquid ("power-to-liquid"; e.g. methanol or synthetic paraffin) or gaseous ("power to-gas"; hydrogen, methane). The main objective of AMF task 64 is to gain knowledge on e-fuels from an international exchange. The close dialogue between AMF Task 64 and Bioenergy TCP has shown that e-fuels should be considered in combination with biofuels. The two different technologies do not compete but complement each other. As biofuels can usually be produced more cheaply than e-fuels, e-fuels will be used when there are insufficient resources for biofuels. There are already some technologies for the production of e-fuels, which have a high technological readiness level (TRL). However, even if some individual technologies have a high TRL value, the TRL value can be lower when combined in an overall plant. Therefore, the entire production process must be taken into account when analysing the maturity level of a technology. E-fuels are being discussed for use in sectors that are difficult to electrify. This includes international shipping, aviation and industry. The motivation for switching to (more expensive) renewable fuels lies on the one hand in the prices of the mandatory CO2 certificates, and on the other hand in customer requirements that accelerate the switch to renewable systems. The most important cost factor in the production of e-fuels is hydrogen, whose production costs depend mainly on electricity prices and capital costs. Electricity and hydrogen are also key to lowcarbon e-fuels. The analysis shows that e-fuels combined with renewable electricity and/or hydrogen offer significant advantages in reducing greenhouse gas emissions compared to their fossil fuel counterparts.

Zugehörige Dokumente

• Final report_english [PDF] 2'436 kB

Schlussbericht (Italienisch)

Afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre au niveau mondial, des alternatives aux carburants fossiles doivent être développées et utilisées. Outre la mobilité électrique et l'utilisation de carburants issus de la biomasse, il est possible d'utiliser des carburants synthétiques pour le transport de personnes et de marchandises. Les carburants synthétiques produits de manière renouvelable (« e-fuel » ou « power-to-X ») remplacent l'essence, le diesel et le kérosène fossiles. Ces carburants peuvent être liquides (« power-to-liquid » ; par exemple le méthanol ou le kérosène synthétique) ou gazeux (« power-to-gas » ; hydrogène, méthane). L'objectif principal de la task 64 de l'AMF est d'acquérir des connaissances sur les e-fuels grâce à un échange international. Le dialogue étroit entre la tâche 64 de l'AMF et Bioenergy TCP a montré que les e-fuels devraient être considérés en combinaison avec les bio-fuels. Ces deux processus de production différents ne se font pas concurrence, mais se complètent mutuellement. Comme les biocarburants peuvent généralement être produits à moindre coût que les e-fuels, ces derniers sont utilisés lorsque les ressources sont insuffisantes pour les biocarburants. Il existe déjà certaines technologies de production d'e-fuels qui présentent un niveau de maturité technologique (TRL) élevé. Cependant, même si certaines technologies ont un TRL élevé, le TRL peut être plus faible lorsqu'elles sont combinées dans une installation globale. C'est pourquoi l'analyse du niveau de maturité d'une technologie doit prendre en compte l'ensemble du processus de production. Les e-fuels sont discutés pour une utilisation dans des secteurs difficiles à électrifier. Il s'agit notamment de la navigation internationale, de l'aviation et de l'industrie. La motivation pour passer à des carburants renouvelables (plus chers) réside d'une part dans le prix des certificats CO2 obligatoires et d'autre part dans les exigences des clients qui accélèrent le passage à des systèmes renouvelables. Le principal facteur de coût dans la production d'e-fuels est l'hydrogène, dont les coûts de production dépendent principalement du prix de l'électricité et des coûts d'investissement. L'électricité et l'hydrogène sont également la clé des e-fuels à faible teneur en carbone. L'analyse montre que les e-fuels combinés à de l'électricité renouvelable et/ou de l'hydrogène présentent des avantages considérables en termes de réduction des émissions de gaz à effet de serre par rapport à leurs équivalents à base de combustibles fossiles.