{"id":8594,"date":"2005-11-03T00:00:00","date_gmt":"2005-11-02T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bio-based.eu\/news\/index.php?startid=20051103-04n"},"modified":"2016-05-10T13:06:19","modified_gmt":"2016-05-10T11:06:19","slug":"ueberblicksreport-biogene-kraftstoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/ueberblicksreport-biogene-kraftstoffe\/","title":{"rendered":"\u00dcberblicksreport: Biogene Kraftstoffe"},"content":{"rendered":"

(Anm. d. Redaktion:<\/b> Es handelt sich in der Folge um einen \u00a9-gebundenen Autorentext von Hans-J\u00fcrgen Serwe (Umweltdezernat Kreis Mettmann). Jeder Auszug oder Abdruck dieses Beitrags bed\u00fcrfen einer schriftlichen Genehmigung des Autors! (hj.serwe@kreis-mettmann.de<\/a>)<\/p>\n

Die k\u00fcnftige Versorgung der weltweiten Fahrzeugflotte mit Kraftstoffen ist unklarer, als dass der Verbraucher gemeinhin wahrhaben will. In wenigen Jahrzehnten werden erhebliche Ersch\u00fctterungen der Weltwirtschaft durch die Verknappung fossiler Kraftstoffe zu erwarten sein. Die Entwicklung neuer Antriebssysteme und der dazugeh\u00f6rigen Kraftstoffe ist auf bescheidenem Niveau bereits im Gange. Strategische Pfade zeichnen sich langsam ab. Erkennbar ist, dass derzeit viele Parallelwege gegangen werden m\u00fcssen. An Biokraftstoffen wie auch an Erdgasfahrzeugen f\u00fchrt kein Weg vorbei.<\/b><\/p>\n

\"Grafik\"<\/center>
Prozentuale Zunahme von Erdgas- und Biokraftstoffen in Europa bis 2030 (Quelle: Serwe, modifiziert nach VW\/ VDI-Nachrichten Nr. 50\/2003)<\/p>\n

Im Jahre 2003 wurden in Deutschland insgesamt 56,3 Mio. t Kraftstoff verbraucht. Davon waren 25,9 Mio. t Ottokraftstoffe und 27,9 Mio. t Dieselkraftstoffe. Einer Prognose des Bundeswirtschaftsministeriums zufolge wird der Gesamtverbrauch bis 2010 in etwa konstant bleiben und dann absinken. W\u00e4hrend der Verbrauch von Ottokraftstoff bis 2020 auf 17,5 Mio. t stetig abnehmen soll, wird der Dieselgesamtverbrauch knapp unter dem heutigen Niveau liegen. Der rapide zunehmende Anteil an Dieselfahrzeugen bei den Neuzulassungen der letzten Jahre st\u00fctzt dieses Szenario.<\/p>\n

Die biogenen Kraftstoffe stellen mittelfristig die einzige Chance f\u00fcr eine realistische Alternative zu den fossilen Kraftstoffen dar. Die Wasserstofftechnologie auf der Basis von H2<\/sub>-Erzeugung durch Solarenergie und Autos mit Brennstoffzellen wird erst in 25 bis 30 Jahren einen gerade wahrnehmbaren Anteil an der Fahrzeugflotte haben (Abb. 1). Elektroautos bleiben vermutlich auf Nischenanwendungen begrenzt. Mischtypen wie der Hybridantrieb des Prius von Toyota werden hingegen zunehmen. Im Folgenden wird eine \u00dcbersicht der derzeit vorhandenen oder in Entwicklung befindlichen alternativen Kraftstoffe gegeben (Abb. 2). Der Anteil der Biokraftstoffe am Gesamtverbrauch hat sich durch die vielf\u00e4ltigen Bem\u00fchungen der Umwelt- und Verbraucherschutzministerien von 0,3% im Jahre 2000 auf 1,6% im Jahre 2004 gesteigert. F\u00fcr die Land- und Forstwirtschaft tun sich damit neue Chancen als Rohstoffproduzenten auf.<\/p>\n

Pflanzen\u00f6l<\/b><\/p>\n

Altbekannt sind sie, doch als Kraftstoff wurden Pflanzen\u00f6le lange verschm\u00e4ht. Schon Rudolf Diesel experimentierte mit Erdnuss\u00f6l und sagte den Pflanzen\u00f6len eine gro\u00dfe Zukunft voraus. In Deutschland wird vor allem natives Raps\u00f6l f\u00fcr diesen Zweck gewonnen. Ein Liter aus Rapssamen kaltgepressten \u00d6ls oder eine entsprechende Menge Salat\u00f6l aus dem Supermarkt hat den Energieinhalt von 0,96 l Diesel und kann in umger\u00fcsteten Fahrzeugen unvermischt oder im Wechsel mit Dieselkraftstoff gefahren werden. Der Presskuchen der Rapsfrucht findet Verwendung als Viehfutter. Da Raps\u00f6l eine hohe Viskosit\u00e4t und einen hohen Z\u00fcndpunkt aufweist, kann es im Winter zu Problemen bei Kaltstarts kommen.<\/p>\n

Die Emissionsnachteile des Dieselkraftstoffs in Form gesundheitssch\u00e4dlicher Russpartikel gelten auch f\u00fcr Pflanzen\u00f6l. Die Vorteile liegen in der guten CO2<\/sub>-Bilanz und in der hohen Umweltvertr\u00e4glichkeit. Es l\u00e4sst sich problemlos zuhause lagern. Die Garage ersetzt die Tankstelle. Der Marktpreis liegt derzeit bei 0,50 bis 0,60 Euro\/l. Ein Nachteil ist die geringe Fl\u00e4chenproduktivit\u00e4t beim Anbau. Aus einem Hektar Rapssaat, die keine einfache Kultur ist, k\u00f6nnen ca. 1300 l Raps\u00f6l gewonnen werden. Im landwirtschaftlichen Bereich finden Erzeugergemeinschaften als regionale Pflanzen\u00f6lproduzenten f\u00fcr Kraftstoffzwecke zunehmend Verbreitung, werden aber auf Dauer vermutlich nur eine Nischenl\u00f6sung darstellen.<\/p>\n

Biodiesel<\/b><\/p>\n

Aus Raps\u00f6l l\u00e4sst sich durch chemische Umwandlung Biodiesel herstellen. Durch Veresterung des Pflanzen\u00f6ls, das chemisch gesehen ein Triglycerid darstellt, mit Methanol entsteht Rapsmethylester, kurz RME. Das Energie\u00e4quivalent von RME ist mit 0,91 l Diesel etwas geringer als das von Pflanzen\u00f6l. Biodiesel kann bis 5% Mengenanteil unbedenklich dem normalen Diesel beigemischt werden. Dar\u00fcber hinaus bedarf es einer Freigabe des Herstellers f\u00fcr den jeweiligen Motor bzw. Umr\u00fcstungen empfindlicher Teile der Kraftstoffleitungen. Die CO2<\/sub>-Bilanz ist ebenfalls etwas schlechter als beim nativen Pflanzen\u00f6l, liegt aber noch bei ca. 70% CO2<\/sub>-Ersparnis gegen\u00fcber dem fossilen Diesel. Die Fl\u00e4chenproduktivit\u00e4t entspricht der des Raps\u00f6ls. Der Marktpreis rangiert 10 bis 20 Ct\/l unter dem fossilen Dieselpreis. Der Biodieselabsatz in Deutschland ist seit 1999 stark und kontinuierlich gestiegen. Er lag im Jahre 2004 bei 1.200.000 t. Seit 2004 mischen die Mineral\u00f6lkonzerne bis zu 5% dem fossilen Diesel zu.<\/p>\n

Bioethanol<\/b><\/p>\n

Bei der alkoholischen Verg\u00e4rung st\u00e4rke- oder zuckerhaltiger Pflanzen entsteht Ethanol, ein auch vom Menschen in niedriger Dosierung gesch\u00e4tztes Genussmittel. Getreidepflanzen, Kartoffeln und Zuckerr\u00fcben sind in unseren Breiten die aussichtsreichsten Energiepflanzen zur Bioethanolgewinnung. Der Energieinhalt von 1 l Bioethanol entspricht 0,65 l Normalbenzin. Es kann in reiner Form bis 5% Mengenanteil dem Ottokraftstoff zugesetzt werden. Eine besondere Motortechnik der Flexible-Fuel-Vehicles erlaubt einen sogar 85%-igen Anteil von Ethanol am Kraftstoff. ETBE ist ein Additiv, das zu 47% aus Ethanol und zu 53% aus fossilem Isobuten besteht. Bis zu 15% davon k\u00f6nnen dem Benzin zugemischt werden, wobei sich die Oktanzahl verbessert und der Motor geschont wird.<\/p>\n

In Brasilien wurde nach der \u00d6lkrise Anfang der 70er Jahre das “Proalcool”-Kraftstoffprogramm ins Leben gerufen. Inzwischen fahren dort 14 Mio. Pkw mit Bioethanol aus Zuckerrohr. Die Fl\u00e4chenproduktivit\u00e4t ist bei Mais und Zuckerr\u00fcben in Europa am h\u00f6chsten und kann \u00fcber 2.500 l\/ha liegen. Der Marktpreis f\u00fcr Ethanol bewegt sich um die 0,50 Euro\/l. Um das EU-Mengenziel von 5,75% Anteil alternativer Kraftstoffe im Jahre 2010 zu erreichen, m\u00fcssten rund 400.000 ha Zuckerr\u00fcben angebaut und in Bioalkohol umgewandelt werden.<\/p>\n

Biomethan<\/b><\/p>\n

Bei der nicht-alkoholischen Verg\u00e4rung pflanzlicher Bestandteile entsteht Biogas, das wiederum ca. 55% Methan (CH4) enth\u00e4lt sowie CO2<\/sub> und Spurengase. Methan ist ein unter Normalbedingungen gasf\u00f6rmiger Kraftstoff und kann wie Erdgas in bivalenten Erdgasfahrzeugen eingesetzt werden. Der Energieinhalt eines kg Methans entspricht ca. 1,5 l Benzin. Die Verbrennung von Methan im Motor ist mit einer Oktanzahl von 130 nahezu ideal und partikelfrei. Auch die anderen Emissionsparameter sind wesentlich besser als beim Benzinbetrieb. Um aus Biogas ein dem Erdgas, das zu 80 bis 95% aus Methan besteht, vergleichbarer und im Kfz einsetzbarer Kraftstoff zu machen, bedarf es der Reinigung und Aufkonzentration des Biomethans. Die Technik ist in Schweden und der Schweiz bereits im Einsatz, in Deutschland jedoch noch im Experimentierstadium.<\/p>\n

Die Fl\u00e4chenproduktivit\u00e4t der Biogasgewinnung ist mit 3.400 kg\/ha hoch, da die ganze Pflanze und nicht nur die Frucht Verwendung finden kann. Der Vorteil der Methanverg\u00e4rung ist, dass auch biologische Stoffe aus dem Hausm\u00fcllbereich oder landwirtschaftliche Abf\u00e4lle eingesetzt werden k\u00f6nnen. Der Nachteil besteht in den Eigenheiten des Erdgasfahrzeugs, das einen zus\u00e4tzlichen Drucktank mit 200 bar ben\u00f6tigt und damit eine mittlere Reichweite hat. Unschlagbar allerdings w\u00e4re der Preis des Kraftstoffs Biomethan, wenn er sich im Rahmen des heutigen Erdgaspreises bei 0,55 bis 0,75 Euro\/kg einpendeln w\u00fcrde, was einem benzin\u00e4quivalenten Preis von 0,46 bis 0,55 Euro\/l Benzin entspr\u00e4che.<\/p>\n

BTL oder SunFuel<\/b><\/p>\n

Der Name BTL f\u00fcr synthetische Kraftstoffe aus Biomasse steht f\u00fcr “Biomass-To-Liquid”. Der Name SunFuel<\/a> ist ein als Warenzeichen eingetragenes Synonym, das auf eine Unterart dieses Verfahrens verweist. BTL steht in der Traditionslinie der fossilen GTL- (“Gas-To-Liquid”) und CTL-Verfahren (“Coal-To-Liquid”), die Ausgangsstoffe sind jedoch Pflanzen unterschiedlichster Art. Das Verfahren besteht aus vier Schritten: 1. Biomassetrocknung und -aufbereitung, 2. Vergasung, 3. Gaskonditionierung und 4. Kraftstoffsynthese. Das Syntheseprodukt ist ein Dieselkraftstoff mit einem Energiegehalt von 0,93 l fossilem Dieselkraftstoff. Der Designerkraftstoff hat gute Verbrennungseigenschaften und verbessert die Emissionsbilanz sp\u00fcrbar.<\/p>\n

Die Fl\u00e4chenproduktivit\u00e4t ist mit \u00fcber 4.000 l\/ha sehr hoch, da die ganze Pflanze verwendet wird. Als Ausgangsprodukte eignet sich auch holzartige Biomasse. Einer Studie des IFEU zufolge k\u00f6nnen in Europa ohne Einschr\u00e4nkung der Nahrungsmittelproduktion ca. 70 Mio. t SunFuel gewonnen werden, was etwa einem Drittel des gegenw\u00e4rtigen Flottenverbrauchs in Europa entspr\u00e4che. Die Automobilkonzerne VW und DaimlerCrysler entwickeln dieses Konzept in Zusammenarbeit mit der Fa. Choren<\/a>. Das Unternehmen betreibt in Freiberg\/Sachsen eine Versuchsanlage im Technikumsmassstab.<\/p>\n

Kern der Versuchsanlage ist das Carbo-V-Verfahren mit drei Vergasungsstufen der Biomasse, an dessen Ende mittels Fischer-Tropsch-Synthese kettenf\u00f6rmige Kohlenwasserstoffe gewonnen werden. Nach weiterer Aufbereitung entsteht neben dem Zielprodukt “SunFuel” oder “Sundiesel” als Nebenprodukt Paraffin, das in den Kreislauf zur\u00fcckgespeist werden kann. Die Herstellungskosten von SunFuel sch\u00e4tzt Choren auf 0,60 Euro\/l. Durch die Mineral\u00f6lsteuerbefreiung f\u00fcr Biokraftstoffe durch die Bundesregierung kommt der Kraftstoff gegen\u00fcber fossilem Diesel in den Bereich der Wirtschaftlichkeit. Neben der von der Automobilindustrie betriebenen existiert auch eine unabh\u00e4ngige universit\u00e4re Forschung zu BTL. Deren Ergebnisse und \u00d6kobilanzen stehen noch aus.<\/p>\n

Erdgas als \u00dcbergangsstrategie<\/b><\/p>\n

Synthetische fossile Kraftstoffe aus Erdgas, die k\u00fcnftig zunehmend von der Mineral\u00f6lindustrie angeboten werden, rangieren unter Synfuel. Dieser GTL-Kraftstoff (Gas-to-Liquid) wird bereits heute in Malaysia im gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab hergestellt. In den Szenarien von VW soll Synfuel im Jahre 2030 einen Marktanteil von 25% erreichen. Gegen\u00fcber Erdgas hat Synfuel den Vorteil, dass es fl\u00fcssig ist und im herk\u00f6mmlichen Netz der Tankstellen verteilt und mit Fl\u00fcssigkraftstofftank im Auto gefahren werden kann.<\/p>\n

Die emissionsseitigen Vorteile wurden bereits unter Biomethan beschrieben. Gegen\u00fcber dem sauberen Kraftstoff Erdgas bedarf es allerdings eines energetisch ung\u00fcnstigen Umwandlungsschritts. Deshalb stellt sich die Frage, warum nicht gleich Fahrzeuge auf Erdgasbasis betrieben werden. Erdgas hat bekanntlich eine l\u00e4ngere geologische Reichweite als Erd\u00f6l, rechnet man die Methanhydrate hinzu, sogar eine wesentlich l\u00e4ngere. Die CO2<\/sub>-Emissionen sind bei gleicher Wegstrecke um 25% geringer als bei Benzin.<\/p>\n

Erdgasfahrzeuge sind durch die heute schon technologisch beherrschte Biogasproduktion ohne erheblichen Aufwand anschlussf\u00e4hig an das postfossile Zeitalter. Die Bundesrepublik war jahrelang Entwicklungsland im Bestand von Erdgasfahrzeugen und lag weltweit auf Platz 16 hinter Bolivien. Inzwischen fahren mit rasch steigender Tendenz dank der Steuererm\u00e4\u00dfigung rund 30.000 Erdgasfahrzeuge in Deutschland.<\/p>\n

Eine realistische Strategie einer nachhaltigen Motorisierung kommt an Erdgas- bzw. Biogasfahrzeugen nicht vorbei. In Niedersachsen wird soeben die erste Biogasanlage mit Tankstelle errichtet. Ab Herbst kann dort Biogas vom Acker getankt werden. Bei den fl\u00fcssigen Biokraftstoffen gehen die Szenarien des Umweltministeriums weit auseinander. Im Jahre 2030 k\u00f6nnte der Biokraftstoffanteil im PKW-Bereich zwischen 3% – bei einem Weiter-so-Szenario – bis \u00fcber 13% bei forcierter Nachhaltigkeit liegen. Euphorische Szenarien der Volkswagen AG sprechen sogar von 25% und k\u00f6nnten wegen der weiterhin astronomisch anziehenden Roh\u00f6lpreise sogar die realistischere Variante darstellen.<\/p>\n

Kommunal l\u00e4sst sich dabei viel bewegen. Die Fahrzeugflotte der Stadt- oder Gemeindeverwaltung kann mit Vorbildcharakter auf Erdgasfahrzeuge oder Biokraftstoffe umgestellt werden. Ein Pr\u00fcfauftrag, der den organisatorischen Aufwand, die Anfangsinvestitionen und die dauerhaften Kostensenkungspotenziale f\u00fcr die Umstellung der Fahrzeugflotte absch\u00e4tzt, hilft da weiter.<\/p>\n

Eine regionale Biomassepotentialstudie kann die Chancen der Landwirte als Energiewirte n\u00e4her bestimmen und das Thema \u00f6ffentlich machen. Durch Absprachen mit \u00f6rtlichen Tankstellen, Nahverkehrstr\u00e4gern und Autoh\u00e4usern kann die Fahrzeugpalette erweitert und die Biokraftstoffbereitstellung organisiert werden. Damit ist das Fernziel gesetzt: In nicht allzu ferner Zukunft von 50 bis 100 Jahren wird Mobilit\u00e4t nahezu ausschlie\u00dflich auf Basis erneuerbarer Energien von statten gehen oder gar nicht.<\/p>\n

\"Bild\"<\/center>
M\u00f6gliche Kraftstoffpfade nach Prim\u00e4renergiequellen, Energietr\u00e4gern und Antriebssystemen (Quelle: WBCSD (2004): Mobilit\u00e4t 2030. The Sustainable Mobility Project. Genf.)<\/p>\n

Literatur:<\/p>\n

Baltz, M. et al. (2004): Vergleichende \u00d6kobilanz von SunDiesel (Choren-Verfahren) und konventionellem Dieselkraftstoff. Studie im Auftrag der Volkswagen AG und der DaimlerChrysler AG. Kurzfassung. Wolfsburg.
\nDauensteiner, A. (2002): Der Weg zum Ein-Liter-Auto. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg
\nHonsig, M. (2005): Mit Vollgas in die Krise. Technology Review, Nr. 5: S. 42 \u2013 55
\n\u00d6ko-Institut et al. (2004): Stoffstromanalyse zur nachhaltigen energetischen Nutzung von Biomasse. F&E-Projekt im Auftrag des BMU. Typoskript. Darmstadt.
\nSchmidt, A. et al. (2005): Green Car Paper. Herausforderungen, Innovationsfelder, Potenziale und Ma\u00dfnahmen
\neiner gr\u00fcnen Automobilstrategie. Gr\u00fcne Bundestagsfraktion. Berlin.?Volkswagen AG (2004): SunFuel \u2013 Die Basis nachhaltiger Mobilit\u00e4t. Wolfsburg.
\nWBCSD (2004): Mobilit\u00e4t 2030: Die Herausforderungen der Nachhaltigkeit meistern. The Sustainable Mobility Project. Genf.
\nWuppertal-Institut (2003): Bedeutung von Erdgas als neuer Kraftstoff im Kontext einer nachhaltigen Energieversorgung. Wuppertal.<\/p>\n

Interessante kostenlose Brosch\u00fcren:<\/b><\/p>\n

BMVEL<\/a> (2005): Biokraftstoffe \u2013 Strategie f\u00fcr Mobilit\u00e4t von morgen. Berlin.
\nBezug: Publikationsversand der Bundesregierung, Postfach 481009, 18132 Rostock. Tel. 01888\/8080800, Fax. 01888\/108080800, E-Mail: publikationen@bundesregierung.de<\/a><\/p>\n

FNR<\/a> (2005): Biokraftstoffe. G\u00fclzow. Bezug: Fachagentur f\u00fcr nachwachsende Rohstoffe e.V., Hofplatz 1, 18276 G\u00fclzow, Tel. 03843\/6930-0 Fax. 03843\/6930-102 , E-Mail: info@fnr.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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