H₂News: Frau Dr. Julia Bauer, Spark e-Fuels ist 2021 gegründet worden, was war der Auslöser für die Gründung?

Dr. Julia Bauer: Der Auslöser war weniger ein einzelnes Ereignis als eine Beobachtung zur gesamten Branche: Anlagen für e-Fuels wurden bislang weitgehend nach der Logik der Öl- und Gasindustrie entwickelt – ausgelegt auf eine möglichst gleichmäßige Energiezufuhr rund um die Uhr. Das passt nur bedingt zu Wind und Sonne, die naturgemäß schwanken. Gleichzeitig ist erneuerbarer Strom einer der mit Abstand wichtigsten Kostenfaktoren bei der Herstellung von e-Fuels. Wer den Syntheseprozess möglichst kontinuierlich betreiben will, muss diese Schwankungen daher an anderer Stelle im System ausgleichen.

Viele Anlagenkonzepte setzen dafür auf Wasserstoffspeicher oder andere Pufferlösungen. Diese können einen erheblichen Teil der Investitionskosten ausmachen und die Produktionskosten zusätzlich erhöhen. Ein Verfahren, das Schwankungen direkt verarbeiten kann, statt sie vollständig wegzupuffern, war zu diesem Zeitpunkt nicht verfügbar. Aus genau dieser Lücke ist die Idee zu Spark e-Fuels entstanden.

Dr. Arno Zimmermann bei der öffentlichen Vorstellung der Pilotanlage am 9. September. © Samira Joy Frauwallner / getpress

H₂News: Welche Mission verfolgen Sie als Unternehmen?

Bauer: Wir wollen e-Fuels vom teuren Nischenprodukt zu einer wettbewerbsfähigen Lösung für Sektoren entwickeln, die sich nur schwer direkt elektrifizieren lassen. In der Luftfahrt ist der Bedarf besonders deutlich: Batterien sind für lange Strecken aufgrund ihres Gewichts nur sehr begrenzt geeignet, während Wasserstoff wegen seiner geringen volumetrischen Energiedichte erhebliche Änderungen an Flugzeugen und Infrastruktur erfordern würde. Flüssige, energiereiche Kraftstoffe werden daher auch langfristig eine wichtige Rolle spielen.

Wie groß die Lücke aktuell ist, zeigen die Zahlen: Laut der International Air Transport Association (IATA), dem Dachverband der Fluggesellschaften, wurden 2025 weltweit rund 1,9 Millionen Tonnen SAF produziert; für 2026 werden etwa 2,4 Millionen Tonnen erwartet und damit weiterhin weniger als ein Prozent des weltweiten Kerosinverbrauchs. Genau diesen Abstand zwischen Bedarf und tatsächlicher Produktion wollen wir verkleinern.

H₂News: Sie haben Spark e-Fuels gemeinsam mit dem ehemaligen BCG*-Berater Dr. Mathias Bösl sowie Dr. Arno Zimmermann gegründet, der aus der Technoökonomie kommt. Wie kam die Zusammenarbeit als Gründerteam zustande?

*Boston Consulting Group

Bauer: Wir kannten uns aus unterschiedlichen beruflichen Stationen, die schließlich zusammenkamen: Forschung zu e-Fuels-Konzepten an der Technischen Universität Berlin und am Massachusetts Institute of Technology (MIT), mehrjährige Erfahrung mit chemischen Prozessen und Anlagenbau in der Industrie, sowie der wirtschaftliche Blick auf die Energiewende aus der Strategieberatung. Als wir das Thema zum ersten Mal gemeinsam besprochen haben, war schnell klar, dass sich die drei Perspektiven sehr gut ergänzen. Daraus entstand der Entschluss, das Problem nicht nur zu diskutieren, sondern gemeinsam anzugehen.

H₂News: Sie haben es angesprochen: Sie, als die drei Gründer, bringen Hintergründe aus Chemie, Unternehmensberatung und Technoökonomie zusammen. Wie hat sich dieser interdisziplinäre Ansatz auf die Entwicklung Ihrer Technologie ausgewirkt?

Bauer: Wir sind vom Marktproblem ausgegangen, nicht von der Technologie – das hat die gesamte technische Entwicklung fokussiert. Statt zunächst eine Reaktorkonfiguration im Labor zu optimieren und erst danach zu prüfen, ob sie sich wirtschaftlich rechnet, liefen technische und wirtschaftliche Fragen von Anfang an parallel. Jede Entscheidung wurde auch daran gemessen, was sie für Investitions- und Produktionskosten sowie den Speicherbedarf einer späteren Anlage bedeutet. Das ist ein wesentlicher Grund, warum die Reduktion des Wasserstoffspeicherbedarfs durch einen flexiblen Prozess von Beginn an im Zentrum unserer Entwicklung stand und nicht erst nachträglich als Kostenoptimierung hinzukam.

H₂News: Können Sie kurz erklären, welche Schritte Ihr Verfahren von CO₂ und Wasserstoff bis zu den fertigen e-Fuels umfasst?

Bauer: Aus erneuerbarem Strom wird zunächst durch Elektrolyse grüner Wasserstoff erzeugt. CO₂, beispielsweise aus industriellen Abgasströmen oder anderen Punktquellen, wird über die Reverse-Water-Gas-Shift-Reaktion (RWGS) zu Kohlenmonoxid (CO) umgewandelt. Zusammen mit Wasserstoff entsteht daraus Synthesegas, das anschließend über die Fischer-Tropsch-Synthese in flüssige Kohlenwasserstoffe überführt wird. Das so erzeugte synthetische Rohöl kann anschließend raffiniert und beispielsweise zu nachhaltigem Flugkraftstoff oder zu Naphtha-ähnlichen Rohstoffen für die Chemieindustrie weiterverarbeitet werden.

Naphta. © Samira Joy Frauwallner / getpress

H₂News: Was sind die Unterschiede Ihrer patentierten Technologie zu herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von e-Fuels?

Bauer: Unser technologischer Ansatz setzt beim RWGS-Schritt an. Konventionelle RWGS-Konzepte werden häufig bei hohen Temperaturen betrieben, teilweise deutlich oberhalb von 850 Grad Celsius, und sind typischerweise auf einen möglichst stationären Betrieb ausgelegt. Schwankungen der Wasserstoffzufuhr können dabei Umsatz, Temperaturführung und Prozesseffizienz beeinträchtigen.

Unser Verfahren arbeitet dagegen bei Temperaturen unter 750 Grad Celsius, erreicht CO-Ausbeuten von deutlich über 90 Prozent bei sehr geringer Nebenproduktbildung und ist intrinsisch lastflexibel. Dadurch kann der RWGS-Prozess über einen breiten Lastbereich betrieben werden, ohne dass CO-Ausbeute oder Prozessstabilität wesentlich beeinträchtigt werden. Der Bedarf an großen Wasserstoffpuffern zur Entkopplung von Elektrolyse und Synthese lässt sich damit deutlich reduzieren. Gleichzeitig verringern die hohe CO-Ausbeute und die geringe Nebenproduktbildung den nachgeschalteten Aufbereitungs- und Rückführungsbedarf und können so die Gesamtverfahrenskette vereinfachen und die Prozesseffizienz verbessern.

H₂News: Sie sprechen von einer lastflexiblen Technologie. Wie ermöglichen Sie diese Lastflexibilität?

Bauer: Wasserstoff-Elektrolyseure können bereits heute durch relativ gute Lastflexibilität auf schwankende erneuerbare Energie reagieren. Das Problem liegt bisher in der Synthese von Wasserstoff und CO₂ zu e-Fuels. Der Schlüssel liegt darin, dass unser patentiertes Verfahren Wasserstoff und CO₂ nicht gleichzeitig verarbeiten muss. Stattdessen laufen die Reaktionsschritte nacheinander ab. Dadurch kann sich der Prozess deutlich besser an ein schwankendes Wasserstoffangebot anpassen und benötigt weniger große Zwischenspeicher. Gleichzeitig sorgt die hohe CO-Ausbeute dafür, dass weniger Material im Kreis geführt werden muss. Das vereinfacht die Anlage und macht auch die gesamte Prozesskette flexibler. Mit unserer Pilotanlage konnten wir diese dynamische Betriebsweise integriert in die Gesamtverfahrenskette bereits demonstrieren – ein wichtiger Schritt in Richtung industrieller Anwendung.

H₂News: Ihre Technologie arbeitet mit niedrigeren Temperaturen und reduzierten Recyclingströmen. Welche Vorteile ergeben sich daraus für Effizienz und Kosten?

Bauer: Niedrigere Betriebstemperaturen senken den Energiebedarf und können zugleich die Anforderungen an Materialien und Anlagentechnik reduzieren. Durch die hohe CO-Ausbeute muss außerdem weniger nicht umgesetztes Gas aufbereitet, verdichtet und zurückgeführt werden. Ein noch größerer Hebel liegt jedoch bei der Wasserstoffspeicherung: Große Speicher können bei e-Fuels-Anlagen einen erheblichen Teil der Investitionskosten ausmachen. Durch die Flexibilität unseres Prozesses lässt sich der benötigte Speicher in unseren untersuchten Szenarien um bis zu 90 Prozent reduzieren. In Summe zeigen unsere Berechnungen dadurch ein Potenzial zur Senkung der Produktionskosten um rund 40 Prozent gegenüber einem konventionellen, auf weitgehend kontinuierlichen Betrieb ausgelegten Prozess.

H₂News: Über die Luftfahrt hinaus: In welchen weiteren Branchen oder Anwendungen sehen Sie Potenzial für Ihre Technologie?

Bauer: Großes Potenzial sehen wir auch in der Chemieindustrie. Dort wird Kohlenstoff nicht nur als Energieträger, sondern vor allem als Rohstoff benötigt – beispielsweise für Produkte, die heute auf Naphtha basieren. Genau hier können CO₂-basierte Kohlenwasserstoffe langfristig eine wichtige Rolle spielen. Gleichzeitig sind viele chemische Produktionsanlagen auf möglichst konstante Betriebsbedingungen ausgelegt, sodass auch dort flexible Prozesse zunehmend relevant werden. Unser Fokus liegt zunächst auf der Luftfahrt, weil dort der Bedarf an nachhaltigen flüssigen Kraftstoffen besonders hoch ist und nur wenige technische Alternativen zur Verfügung stehen. Perspektivisch lässt sich unsere Technologie aber auch auf Anwendungen in der Chemieindustrie übertragen.

H₂News: Aktuell arbeiten Sie an einer neuen Generation Ihrer RWGS-Technologie, was genau soll sich damit verbessern?

Bauer: Im Labor und in der Pilotanlage haben wir gezeigt, dass das Verfahren grundsätzlich funktioniert, auch unter realen Lastwechseln. Beim Sprung in einen deutlich größeren Maßstab ändern sich aber Strömungsverhalten, Druckbedingungen und Materialanforderungen – Effekte, die sich erst in dieser Größenordnung wirklich zeigen. Die neue Reaktorgeneration ist die Antwort darauf: Sie soll die im Pilotmaßstab erreichte Kombination aus Lastflexibilität und hoher Ausbeute so übertragen, dass sie auch bei industrienäheren Anlagengrößen stabil und wirtschaftlich funktioniert.

H₂News: Sie sind seit Juni Teil der Startup Challenge Schwedt. Ziel der Challenge ist es, Pilotvorhaben zu nachhaltigen Materialien am Standort zu realisieren. Was möchten Sie aus dem Programm mitnehmen?

Bauer: Schwedt steht als klassischer Raffineriestandort selbst mitten im industriellen Strukturwandel. Das passt zu unserem Ansatz, möglichst dort zu bauen, wo bereits Energie- und Industrieinfrastruktur vorhanden ist, und mit Partnern vor Ort zusammenzuarbeiten. Wir erhoffen uns aus dem Programm vor allem einen konkreten Austausch mit regionalen Industrie- und Wissenschaftspartnern, etwa zu CO₂-Quellen und Standortfragen, und damit wichtige Erkenntnisse für den Schritt vom Konzept in eine reale Entwicklungsumgebung. Zusätzlich ist der Austausch mit den anderen teilnehmenden Start-ups aus den Bereichen nachhaltige Materialien und Prozessindustrie wertvoll, weil viele von ihnen bei der Skalierung neuer chemischer Verfahren vor ähnlichen Fragen stehen wie wir.

H₂News: Die Entwicklung und Planung Ihrer Demonstrationsanlage haben Sie gemeinsam mit dem Industriedienstleister Bilfinger SE abgeschlossen. Welche Erkenntnisse haben Sie dabei gewonnen?

Bauer: Auf Basis unserer Prozesssimulationen und Konzeptstudien hat Bilfinger das Engineering der Hauptkomponenten übernommen: Reaktoren, Pumpen, Behälter, Wärmetauscher und Rohrleitungen. Daraus wurde ein Basic Design mit Zeitplan und Kostenschätzung entwickelt. Eine zentrale Erkenntnis betrifft die Auslegung der RWGS-Stufe und ihren Einfluss auf die Gesamtwirtschaftlichkeit der Anlage: Insbesondere bei der Skalierung in Richtung Industriemaßstab haben wir gelernt, dass Parameter wie Druck und Temperatur einen entscheidenden Einfluss auf die Investitions- und Betriebskosten der RWGS-Stufe sowie des Gesamtprozesses haben können. Änderungen dieser Betriebsbedingungen wirken sich auf Apparategrößen, Materialien, Wärmeintegration und damit auf die Gesamtkosten der Anlage aus.

Eine weitere zentrale Erkenntnis betrifft die Reaktorauslegung: Im Anlagenmaßstab braucht es mehrere parallel geschaltete Reaktoren, die abwechselnd zwischen den einzelnen Reaktionsschritten wechseln, wo im Labor noch ein einzelner Reaktor genügt. Diese belastbaren Zahlen sind jetzt die Grundlage für Förderanträge und die anstehende Investitionsentscheidung zur Demonstrationsanlage.

Besuch der Pilotanlage mit Stefan Schnorr, dem Staatssekretär im Bundesministerium für Verkehr. © Samira Joy Frauwallner / getpress

H₂News: Welche wesentlichen Herausforderungen gilt es auf dem Weg zur Marktreife noch zu bewältigen?

Bauer: Der Sprung von der Pilot- über die Demonstrations- bis zur ersten kommerziellen Anlage dauert mehrere Jahre und braucht erhebliches Kapital. Das gilt für die gesamte Branche, nicht nur für uns. In der Luftfahrt kommt hinzu, dass strenge Sicherheits- und Zertifizierungsstandards erfüllt werden müssen, bevor ein Kraftstoff überhaupt eingesetzt werden darf. Und am Ende bleibt der Kostenabstand zu fossilem Kerosin bestehen, den wir durch Skalierung und eine geeignete Standortwahl weiter reduzieren müssen, also über Standorte mit günstigem Strom, gesicherter CO₂-Quelle und kurzen Wegen zu Transportinfrastruktur wie Pipelines, Netzen oder Häfen.

H₂News: Die weltweite Nachfrage nach nachhaltigen Luftfahrttreibstoffen (Sustainable Aviation Fuel, SAF)  soll bis 2050 auf 340 Millionen Tonnen jährlich steigen. Welche Rolle kann Spark e-Fuels dabei spielen?

Bauer: Die Bandbreite der Schätzungen ist groß, je nach Studie: Manche gehen von rund 340 Millionen Tonnen bis 2050 aus, eine Analyse der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft EY Corporate Solutions GmbH & Co. KG von März 2025 rechnet mit bis zu 600 Millionen Tonnen und 5.000 bis 7.000 neuen Produktionsanlagen weltweit. Welche Zahl am Ende zutrifft, ändert wenig an der grundsätzlichen Lage: Aktuell wird nur ein Bruchteil dessen produziert, was gebraucht wird. Wir bauen keine eigenen Großanlagen, sondern lizenzieren unsere Technologie an Projektentwickler und EPC*-Partner. Unser Beitrag ist, die Kosten der CO₂-Umwandlung so weit zu senken, dass mehr dieser Projekte überhaupt wirtschaftlich tragfähig werden und damit zum Hochlauf der e-Fuels-Produktion beizutragen.

* Engineering, Procurement, Construction (dt.: Detail-Planung und Kontrolle, Beschaffungswesen, Ausführung der Bau- und Montagearbeiten)

H₂News: Was braucht es aus Ihrer Sicht für eine klimaneutrale Luftfahrt?

Bauer: Es braucht vor allem Tempo, denn die Entwicklungszyklen neuer Kraftstoffanlagen sind lang, während die Europäische Union mit der ReFuelEU-Aviation-Verordnung verbindliche SAF-Quoten samt eigener Unterquote für synthetisches e-Kerosin festgelegt hat, die in den kommenden Jahren schrittweise steigen. Bio-SAF und e-SAF werden sich dabei ergänzen müssen, weil sie auf unterschiedlichen Rohstoffen basieren: Biomasse ist regional und saisonal begrenzt, während CO₂ und erneuerbare Energie grundsätzlich breiter verfügbar sind. Und es braucht Standorte mit günstigem Strom und gesicherter CO₂-Versorgung. Dafür kommen beispielsweise Südeuropa sowie windstarke Regionen wie Norddeutschland, Großbritannien oder Skandinavien infrage.

H₂News: Wo sehen Sie Spark e-Fuels in zehn Jahren?

Bauer: Als Technologieanbieter und Lizenzgeber, dessen Verfahren in mehreren kommerziellen Anlagen bei Partnern zunächst in Süd- und Nordeuropa und langfristig global läuft. Nach der Demonstrationsanlage im Hundert-Tonnen-Maßstab planen wir bis 2030 eine erste kommerzielle Anlage im Tausend-Tonnen-Maßstab. Dafür stehen wir bereits im Austausch mit Projektentwicklern in mehreren Ländern. In zehn Jahren soll unsere Technologie nicht mehr das Nadelöhr sein, sondern ein Baustein unter mehreren, mit dem sich die Lücke zwischen SAF-Bedarf und tatsächlicher Produktion spürbar verkleinern lässt.

H₂News: Frau Dr. Bauer, vielen Dank für das Interview!