Die Fischer-Tropsch-Synthese zählt zu den vielseitigsten chemischen Verfahren weltweit und ist bis heute für Wissenschaft und Industrie von großer Bedeutung. Vor rund 100 Jahren wurde das Verfahren von den deutschen Chemikern Franz Fischer und Hans Tropsch am Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr entwickelt und 1929 patentiert.

Ursprünglich wurde die Fischer-Tropsch-Synthese entwickelt, um aus Kohle flüssige Kraftstoffe herzustellen. Später wurde das Verfahren auch für andere Ausgangsstoffe wie Erdgas eingesetzt. Besonders in den 1930er- und 1940er-Jahren gewann die Technologie an industrieller Bedeutung. Auch heute wird sie beispielsweise in Südafrika zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe aus Kohle genutzt.

Das Grundprinzip der Fischer-Tropsch-Synthese ist vergleichsweise einfach: Zunächst wird ein kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoff wie Kohle, Erdgas oder Biomasse in sogenanntes Synthesegas umgewandelt. Dieses besteht hauptsächlich aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H₂). Das gereinigte Synthesegas wird anschließend in einem Reaktor über einen Metallkatalysator, meist auf Basis von Eisen oder Kobalt, geleitet. Bei Temperaturen von etwa 150 bis 350 Grad Celsius und moderaten Drücken werden die gasförmigen Ausgangsstoffe zu längerkettigen Kohlenwasserstoffen verbunden.

Dabei entsteht zunächst ein Gemisch verschiedener Kohlenwasserstoffe. Durch weitere Verarbeitungsschritte wie Destillation, Cracken und Hydrierung können daraus Produkte mit bestimmten Eigenschaften gewonnen werden. Dazu gehören beispielsweise synthetischer Diesel, Kerosin und Benzin, aber auch Wachse und andere Ausgangsstoffe für die chemische Industrie.

Die Fischer-Tropsch-Synthese ist keine neue Erfindung der Energiewende, sondern ein seit rund einem Jahrhundert bekanntes und industriell erprobtes chemisches Verfahren.

Die Fischer-Tropsch-Synthese kann damit in unterschiedlichen Bereichen eingesetzt werden. Im Straßenverkehr können die erzeugten Kraftstoffe als Alternative oder Beimischung zu herkömmlichen Dieselkraftstoffen dienen. In der Luftfahrt können daraus synthetische Kraftstoffe hergestellt werden, die als Bestandteil von Sustainable Aviation Fuel (SAF) eingesetzt werden können. Auch für die Schifffahrt sind synthetische Kohlenwasserstoffe interessant, insbesondere wenn sie aus erneuerbaren Rohstoffen oder mit erneuerbarem Wasserstoff hergestellt werden. Darüber hinaus können bestimmte Produkte der Fischer-Tropsch-Synthese, wie Kohlenwasserstoffe und Wachse, als Rohstoffe für die chemische Industrie genutzt werden.

Die Technologie ist allerdings mit erheblichem technischem und energetischem Aufwand verbunden. Bei den verschiedenen Umwandlungsschritten entstehen Wirkungsgradverluste, wodurch die Herstellung vergleichsweise teuer werden kann. Außerdem müssen die Ausgangsstoffe beziehungsweise das Synthesegas aufwendig gereinigt und die entstehenden Kohlenwasserstoffe anschließend weiterverarbeitet werden.

Die Fischer-Tropsch-Synthese ist keine neue Erfindung der Energiewende, sondern ein seit rund einem Jahrhundert bekanntes und industriell erprobtes chemisches Verfahren. Neu ist vor allem die Frage, welche Ausgangsstoffe künftig dafür genutzt werden. Werden Kohle oder Erdgas verwendet und stammen die benötigten Prozessenergien aus fossilen Quellen, können erhebliche CO₂-Emissionen entstehen, wird dagegen erneuerbarer Strom eingesetzt und stammen Kohlenstoff und Wasserstoff aus möglichst nachhaltigen Quellen, kann die Technologie weitaus klimafreundlicher betrieben werden.