Nachhaltige Kraftstoffproduktion in Baden-Württemberg: Forschung zu Dimethylether und effizienteren Verfahren im Fokus

8. Juni 2026

Potenzial für nachhaltige Kraftstoffproduktion in Baden-Württemberg

Das vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE koordinierte Forschungsprojekt „E-Fuels fürs LÄND“ analysierte Möglichkeiten zur Herstellung nachhaltiger Kraftstoffe in Baden-Württemberg mit dem Ziel, die Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor zu reduzieren. Im Fokus stand insbesondere die Nutzung von Dimethylether (DME), dessen Produktion durch den neu entwickelten INDIGO-Prozess kosteneffizienter gestaltet werden kann. Das Projekt wurde vom baden-württembergischen Ministerium für Verkehr gefördert.

Untersuchung der gesamten Wertschöpfungskette

Das Konsortium betrachtete die komplette Wertschöpfungskette nachhaltiger Kraftstoffe, beginnend bei der Erzeugung von Wasserstoff und CO₂ aus der Luft (Direct Air Capture, DAC) über die Zwischenprodukte Methanol und Dimethylether bis hin zur Umwandlung in Kraftstofffraktionen wie Diesel, Benzin und Sustainable Aviation Fuels (SAF). DME nimmt hierbei eine zentrale Rolle ein, da es ungiftig ist, eine hohe Energiedichte besitzt und sowohl als Energieträger als auch als Ausgangsstoff für die chemische Industrie geeignet ist.

Für den Zeitraum 2030 bis 2040 wurden vier Szenarien (Kurzfrist-, Innovations-, Referenz- und Langfristszenario) in verschiedenen Klimazonen und Rahmenbedingungen analysiert, darunter DME-Exportländer wie Finnland, Spanien und Brasilien. Bewertet wurden vier Technologien „Made in Baden-Württemberg“:

Direct Air Capture (DAC)
Herstellung von Wasserstoff und Synthesegas (bioliq®-Prozess des Karlsruher Instituts für Technologie KIT)
DME-Produktion mittels INDIGO-Prozess des Fraunhofer ISE
Produktion von SAF und weiteren Kraftstofffraktionen

Die techno-ökonomische Analyse umfasste die gesamte Kette von der DME-Herstellung im Ausland unter Nutzung erneuerbarer Energien und nachhaltiger Kohlenstoffquellen bis zur Kraftstoffproduktion in Baden-Württemberg. Methanol diente als technologische Referenz.

Weiterentwicklung von Prozessen „Made in Baden-Württemberg“

Im Rahmen des Projekts wurden auch konkrete Herstellungsverfahren optimiert. Die Purem GmbH und das Fraunhofer ISE entwickelten einen Direct Air Capture-Prozess auf Basis fester Sorptionsmittel. Der neue DAC-Teststand wurde im zyklischen Betrieb mit industriell relevanten Luftströmen getestet und zeigte Potenziale zur Energieeffizienzsteigerung. Das Skalierungskonzept sieht eine kostengünstige Fertigung von DAC-Modulen in automatisierten Produktionsumgebungen der Automobilindustrie vor. Für Investitionsentscheidungen sind jedoch weitere Pilotstudien notwendig, erläutert Robert Szolak, Abteilungsleiter Nachhaltige Syntheseprodukte am Fraunhofer ISE.

Eine Prozesssimulation verglich zwei DME-Syntheseverfahren (INDIGO-Verfahren des Fraunhofer ISE und konventionelles Verfahren) sowie die Methanolsynthese hinsichtlich techno-ökonomischer Parameter. Das INDIGO-Verfahren zeigte signifikant geringere Betriebs- und Gesamtkosten. Für die Mineraloelraffinerie Oberrhein eröffnet sich dadurch die Möglichkeit, den Prozess als Lizenznehmer in der eigenen Raffinerie zu implementieren und von den Kostenvorteilen zu profitieren.

Das KIT simulierte erstmals im Labor die einzelnen Schritte der Olefin- und Kraftstoffsynthese aus DME in technisch relevanter Größenordnung und im kontinuierlichen Betrieb. Die Energieeffizienz stieg im Vergleich zur Methanol-basierten Technologie auf bis zu 90 Prozent, was zu einer deutlichen Reduktion der CO₂-Emissionen führt. Ausgewählte Oligomerisierungsprodukte wurden zu Benzin-, Diesel- und SAF-Fraktionen aufbereitet, wodurch das Potenzial von DME-basierten Kraftstoffen bestätigt wurde.

Techno-ökonomische Bewertung und zukünftige Perspektiven

Die Analyse der Kraftstoffgestehungskosten für synthetisch hergestelltes DME in den vier Szenarien ergab, dass die Kosten im Innovationsszenario mit Technologien „Made in Baden-Württemberg“ stets unter denen des Referenzszenarios mit Methanol liegen. Dies ist auf die effizientere Kraftstoffherstellung auf DME-Basis und die kostengünstige INDIGO-Synthesetechnologie zurückzuführen.

Dr. Achim Schaadt, Abteilungsleiter Nachhaltige Syntheseprodukte, fasst zusammen: „Die Studie zeigt, dass die Transformation zu nachhaltigen Kraftstoffen auf DME-Basis ein erhebliches Kostensenkungspotenzial besitzt. Baden-Württemberg verfügt mit seiner industriellen Infrastruktur und dem starken Maschinen- und Anlagenbau über ausgezeichnete Voraussetzungen für den Markthochlauf von E-Fuels. Um diese Chancen zu nutzen, sind proaktives unternehmerisches Engagement sowie eine unterstützende Industrie- und Technologiepolitik notwendig.“