Position von Fraunhofer UMSICHT: Kraftstoffe der Zukunft

Hintergrund: Klimaziele im Verkehrssektor

Benzin-Zapfsäulen.
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Bis zum Jahr 2045 soll der deutsche Verkehrssektor weitgehend treibhausgasneutral werden. Damit dieses Ziel erreicht werden kann, müssen die Treibhausgasemissionen bereits bis 2030 um mehr als 40 Prozent im Vergleich zum Niveau von 1990 sinken. Derzeit hat Deutschland jedoch noch nicht einmal die Hälfte des angestrebten Ziels erreicht.

Die notwendige Transformation darf nicht als eine allein technologisch lösbare Aufgabe verstanden werden. Mobilitätskonzepte sind neu zu denken, die das Verkehrsaufkommen verringern und auf effizientere Verkehrsträger umlenken. Elektrifizierung ist die zentrale technologische Strategie, insbesondere im PKW-Bereich. Für Luft- und Seeverkehr, Teile des Schwerlastverkehrs und mobile Arbeitsmaschinen werden jedoch weiterhin energiedichte, speicherbare Energieträger benötigt. Es wird diskutiert, welche CO₂-armen alternativen Kraftstoffe die direkte Stromnutzung ergänzen können. Grundsätzlich kommen Wasserstoff und aus Biomasse oder aus CO₂ hergestellte Kraftstoffe in Frage.

Welchen Beitrag Wasserstoff zur Mobilitätswende leisten kann, wird seitens Fraunhofer bereits an anderer Stelle behandelt[1]. Wir beziehen uns auf die beiden letztgenannten Kraftstofftypen. Zu diesen gehören Methanol, Ammoniak oder Fischer-Tropsch-basierte Kraftstoffe. Sie liegen meist in flüssiger Form vor, einige sind in ihren Eigenschaften mit heutigen fossilen Kraftstoffen vergleichbar. Zur Herstellung eines großen Teils dieser Flüssigkraftstoffe ist Wasserstoff notwendig, der absehbar nur begrenzt verfügbar sein wird. Es entstehen Nutzungskonkurrenzen. Auch nachhaltige Biomasse ist nur eingeschränkt vorhanden und wird von verschiedenen Sektoren nachgefragt. Die Nutzung von CO₂ als Rohstoff ist an technologische, energetische und infrastrukturelle Voraussetzungen gebunden und benötigt erhebliche Mengen erneuerbarer Energie.

[1] https://doi.org/10.24406/publica-3126 und https://doi.org/10.24406/publica-4141

Positionen des Fraunhofer UMSICHT

Alternative Kraftstoffe

  1. Es werden zukünftig CO2-arme Kraftstoffe mit hoher Energiedichte für unterschiedliche Anwendungen benötigt, die nicht elektrifiziert werden können.
  2. Zukünftige Kraftstoffe sollen weitgehend CO2-neutral sein und heutigen flüssigen Energieträgern ähneln. Für die CO2-Neutralität ist nicht nur der Rohstoff entscheidend, sondern auch ein möglichst CO2-armes Herstellungsverfahren, das möglichst viel erneuerbare Energie direkt nutzt.
  3. Qualitativ hochwertige Kraftstoffe können in Kombination mit erneuerbarer Energie aus CO2 und Wasserstoff sowie aus nachhaltiger Biomasse oder biogenen Reststoffen hergestellt werden.Nahrungsmittelversorgung sowie bestehende Ökosysteme nicht gefährden.
  4. Es sollen bevorzugt Reststoffe biologischen Ursprungs und biogene Abfallströme, z. B. Klärschlamm oder Bioabfallfraktionen, als Rohstoffe für Kraftstoffe verwendet werden, wie es unter anderem in der Renewable Energy Directive (RED) der EU geregelt ist. Der Umfang und die Art des Anbaus von Energiepflanzen müssen sozial verträglich sein und dürfen die Nahrungsmittelversorgung sowie bestehende Ökosysteme nicht gefährden. Dies gilt auch für importierte Biomassen. Eine Marktwirtschaft allein kann diese Steuerung nicht leisten, weshalb es geeigneter Steuerungs­instrumente bedarf.
  5. Es ist davon auszugehen, dass zunächst vor allem unvermeidbare Abgase aus industriellen Prozessen als CO2-Quelle und Biomasse als Kohlenstoffquelle dienen werden.
  6. Zukünftig werden größere Mengen an Energie benötigt als heute. Der Ausbau der erneuerbaren Energien muss daher beschleunigt werden. Weiterhin muss priorisiert werden, für welche Zwecke das in Deutschland erschließbare regenerative Energiepotenzial eingesetzt werden soll. Die Versorgung mit Energie und Kraftstoffen erfordert internationale Kooperationen. Letztere müssen aus Gründen der Versorgungssicherheit diversifiziert sein.
  7. Technische Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen aus Biomasse oder CO2 sind weit entwickelt. Ihrer Umsetzung stehen oft weniger technische als wirtschaftliche, regulatorische und logistische Hemmnisse im Weg. Hindernis ist oft die Verfügbarkeit der Rohstoffe.
  8. Technologien, die Biomasse oder CO2 als Rohstoff für kohlenstoffhaltige Kraftstoffe nutzen, ergänzen sich und ermöglichen nicht nur eine Rohstoffquellen-Diversifizierung, sondern auch länderangepasste Lösungen. Zukünftige regenerative Kraftstoffe werden daher auf beide Rohstoffquellen zurückgreifen. Es empfiehlt sich daher die parallele Weiterentwicklung mehrerer Technologien zur Herstellung regenerativer Kraftstoffe.

    Stand Juni 2026

Notwendige Schritte

Mobilitätssektor

  1. Da nicht alle Verkehrsbereiche batterieelektrisch erschlossen werden können, muss zusätzlich zur E-Mobilität die Entwicklung von Technologien für regenerative Kraftstoffe vorangetrieben werden.
  2. Da erneuerbare Energie und nachhaltige Kohlenstoffquellen begrenzte Ressourcen sind, müssen Anwendungen priorisiert werden, bei denen keine effizienteren elektrischen Alternativen möglich sind.
  3. Eine Schlüsselrolle – nicht nur zur Herstellung von Kraftstoffen – nimmt die verfügbare regenerative Energie ein. Der Ausbau dieser Energien muss daher so weit wie möglich vorangetrieben werden. Sowohl batterieelektrische Antriebe als auch synthetische Kraftstoffe können nur einen Beitrag zur Begrenzung des Klimawandels leisten, wenn genügend regenerative Energie zur Verfügung steht.
  4. Zur Sicherung des Industriestandorts Deutschland müssen faire und langfristige Kooperationen mit Ländern entwickelt werden, die über große Potenziale kostengünstiger erneuerbarer Energien verfügen. Für den Import und die Verteilung dieser Energie muss eine leistungsfähige Infrastruktur für Strom und Wasserstoff bereitgestellt werden. Dabei sind Nachhaltigkeitsstandards, Wertschöpfung vor Ort und geopolitische Resilienz miteinzubeziehen.
  5. Technologische Lösungen allein reichen nicht aus, um die Klimaziele im Verkehr zu erreichen. Ergänzend sind Konzepte zur Reduzierung des Verkehrsaufkommens, zur Verlagerung auf effizientere Verkehrsträger und zur besseren Nutzung bestehender Infrastruktur erforderlich.

Alternative Flüssigkraftstoffe

  1. Biomasse und CO2 als Kohlenstoffquellen zur Herstellung von Kraftstoffen sind begrenzte Güter, die je nach Land bzw. Region in variierenden Mengen genutzt werden können. Um einseitige Abhängigkeiten zu vermeiden, sind unterschiedliche Technologien notwendig, die parallel entwickelt werden müssen.
  2. Neben den Rohstoffen müssen die Verfahren für die Herstellung alternativer Kraftstoffe ebenfalls nachhaltig und zudem effizient sein. Hierfür braucht es leistungsstarke, stabile Katalysatoren und Prozesse, die grünen Strom möglichst direkt für die notwendige Energie bei den Syntheseschritten nutzen. Gleichzeitig sollten die Verfahren dynamisch und flexibel betreibbar sein und sich somit an die Verfügbarkeit von Rohstoffen und Energie anpassen.
  3. Verfahren mit hohem technologischem Reifegrad müssen zügig in größere Maßstäbe überführt und unter realen Bedingungen demonstriert werden. Dies ist notwendig, um Kosten zu senken, Betriebserfahrungen zu sammeln und Investitionssicherheit zu schaffen.
  4. Da regenerative Kraftstoffe kurzfristig nicht mit fossilen Kraftstoffen konkurrieren können, bedarf es geeigneter politischer Instrumente. Hierzu zählen Quotenregelungen, eine wirksame CO₂-Bepreisung und gezielte Fördermechanismen. Langfristig ist ein stabiler, planbarer Ordnungsrahmen entscheidend, um Investitionen in Produktionsanlagen und Infrastruktur zu ermöglichen.

    Stand Juni 2026