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Biokraftstoff - Pflanzen
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Biokraftstoffe im ueberblick
Die beschriebenen fuenf Optionen Pflanzenöl,
Biodiesel, Ethanol/ETBE, Biomethan
und BTL-Kraftstoffe bieten nach heutigem
Erkenntnisstand die grössten Potenziale
bei den Biokraftstoffen. BTL-Kraftstoffe
sind eine aussichtsreiche Zukunftsoption,
die aber nicht vor 2010 Marktrelevanz
erreichen duerfte. Neben diesen fuenf Optionen
bestehen aber auch andere Ansaetze
wie die Erzeugung von Methanol und
Dimethylether aus Biomasse. Letztere
sind jedoch von der technischen Umsetzung
noch weit entfernt, so dass auf sie
hier nicht naeher eingegangen werden soll.
Pflanzenöl, Biodiesel, Ethanol, Methan aus
Biogas und BTL-Kraftstoffe unterscheiden
sich in ihren Eigenschaften, technischen
Anspruechen, wirtschaftlichen Gesichtspunkten
und Potenzialen teilweise recht
deutlich, haben jedoch alle ihre Berechtigung
auf dem Weg zu nachhaltiger
Mobilitaet.
Die technischen Spezifikationen von
Pflanzenöl, Biodiesel und BTL-Kraftstoffen
stehen denen von Diesel in Tabelle 1
gegenüber. Auffaellig sind die hohe
Viskosität von Rapsöl und sein hoher
Flammpunkt. Biodiesel und BTL-Kraftstoffe
unterscheiden sich von Diesel hingegen
nur marginal.
Ethanol ist in seinen Eigenschaften den
Ottokraftstoffen vergleichbar, die Daten
sind aus Tabelle 2 ersichtlich. Einem deutlich
niedrigeren Heizwert von Ethanol
steht seine Oktanzahl von über 100 gegenüber. Methan aus Biogas ist gasfoermig und chemisch mit Erdgas identisch, unterscheidet sich also nicht in seinen Parametern. Wesentliche Kenngroessen sind in Tabelle 3 aufgefuehrt.
Biodiesel und BTL-Kraftstoffe sind für den Einsatz in hochentwickelten Verbrennungsmotoren ohne wesentliche Anpassungsmassnahmen geeignet.
Alle Werte bei 20 C |
Dichte [kg/l]
|
Heizwert bei 20 °C [MJ/kg]
|
Heizwert [MJ/I] |
Viskosität [mm2/s] |
Cetan- Zahl |
Flamm- Punkt [°C] |
Kraftstoff- aequivalenz [l] |
Diesel- Kraftstoff |
0,84 |
42,7 |
35,87 |
4 - 6 |
50 |
80 |
1 |
Rapsöl |
0,92 |
37,6 |
34,59 |
74 |
40 |
317 |
0,96 |
Biodiesel |
0,88 |
37,1 |
32,65 |
7 - 8 |
56 |
120 |
0,91 |
BTL* |
0,76 |
43,9 |
33,45 |
4 |
>70 |
88 |
0,93 |
Bezin |
0,76 |
42,7 |
32,45 |
0,6 |
92 |
<21 |
1 |
Bioethanol |
0,79 |
26,8 |
21,17 |
1,5 |
>100 |
<21 |
0,65 |
Parameter von Biokraftstoffen verglichen mit Diesel
(*Werte entsprechen Fischer-Tropsch-Kraftstoffen)
Pflanzenöl
kann nach Umrüstung in Dieselaggregaten
genutzt werden, Ethanol und ETBE
kommen als Substitut für Ottokraftstoffe
in Frage. Für Ethanol existieren zudem
so genannte Flexible-Fuel-Konzepte, die
Ethanolgehalte im Kraftstoff von bis zu
85 Prozent tolerieren. Bio-Methan ist ohne
weitere Anpassungen in Erdgasfahrzeugen
einsetzbar.
BTL-Kraftstoffe weisen in der Gegenueberstellung
mit allen anderen Biokraftstoffen
die hoechsten Flaechenpotenziale
auf (Tabelle 4). Mit rechnerischen Ertraegen
von über 4.000 Litern je Hektar und
Jahr koennten pro Flaecheneinheit bis zu
dreimal mehr BTL-Kraftstoffe im Vergleich
zu den anderen Biokraftstoffen
erzeugt werden. Dies und der hohe
Energiegehalt der Synthesekraftstoffe,
gekoppelt mit den besonders attraktiven
Verbrennungseigenschaften und der
breiten Rohstoffpalette begruenden die
Hoffnung, die sich gerade mit BTLKraftstoffen
verbindet.
Ausblick
Trotz vielversprechender Potenziale der
Biokraftstoffe: Auch in den naechsten zwei
Jahrzehnten wird der Verbrennungsmotor
in Kombination mit fossilen Dieselund
Ottokraftstoffen den Verkehrsbereich
dominieren. Biokraftstoffe werden sich
erst langsam am Markt verbreiten und
nicht die einzige Strategie sein, um fossile
Kraftstoffe einzusparen oder zu ersetzen.
In Zusammenarbeit mit einer Expertengruppe
hat die Bundesregierung vier Optionen
identifiziert, die in Zukunft die grössten
Potenziale aufweisen. Demnach bieten
effizientere Diesel- und Ottomotoren, neue
Motorenkonzepte wie Hybridantriebe, BTLKraftstoffe
und Wasserstoff in Brennstoffzellen-
Fahrzeugen die grössten Chancen
zur Einsparung fossiler Kraftstoffe.
Neben diesen vier Optionen, die teilweise
sofort, teilweise erst später greifen, tragen
auch die Biokraftstoffe Biodiesel und Bioethanol
in groesserem Mass zur Substitution
fossiler Kraftstoffe bei. Kurzfristig
werden sie mit etwa fuenf Prozent Marktanteil
bis zum Jahr 2010 den grössten Beitrag
von allen alternativen Kraftstoffen
leisten, der vor allem durch die Beimischung
zu herkoemmlichen Kraftstoffen
realisiert wird.
Langfristig bieten BTL-Kraftstoffe von
allen Biokraftstoffen die grössten Mengenpotenziale,
werden aber erst nach
2010 in groesserem Masse zur Kraftstoffversorgung
beitragen, da Herstellungskapazitaeten
im industriellen Massstab
noch nicht existieren und eine Reihe
technischer Fragen geloest werden muss.
Bis zum Jahr 2020 kann sich ihr Anteil
dann sukzessive auf bis zu acht Prozent
am Gesamtverbrauch erhoehen. Je staerker
der BTL-Anteil zunimmt, desto mehr
wird die Bedeutung von Biodiesel und
Bioethanol zurueckgehen.
Andere Biokraftstoffe wie reines Pflanzenöl
oder die in dieser Broschuere nicht
weiter behandelten Optionen Methanol
und Dimethylether werden in absehbarer
Zeit voraussichtlich keinen substanziellen
Beitrag zum Ersatz fossiler Kraftstoffe
leisten können.
Die Chancen der genannten Einspar- und
Ersatz-Optionen realisieren sich nicht von
selbst. Durch die steuerliche Besserstellung,
die Foerderung von Forschung und
Entwicklung, die Unterstuetzung des Baus
von Demonstrations- und Pilotanlagen
und das Setzen technischer und rechtlicher
Standards schafft der Staat geeignete Rahmenbedingungen.
Aber nicht nur er ist als
Akteur gefragt, auch Wissenschaft, Mineralölwirtschaft
und Automobilindustrie
müssen sich an den vor uns liegenden Aufgaben
beteiligen. Vor allem beim Bau von Versuchsanlagen sowie der Umsetzung
der gewonnenen Erkenntnisse in eine
grosstechnische Produktion ist ein substanzieller
Beitrag der Wirtschaft unabdingbar.
Und nicht zuletzt die Verbraucher können,
indem sie anstehenden Veraenderungen
positiv gegenüber stehen, den notwendigen
Wandel unterstuetzen.
Bei der steuerlichen Foerderung sind
bereits wichtige Grundentscheidungen
durch den Staat getroffen worden. Bei der
vorerst bis 2009 befristeten Mineralölsteuerbefreiung
der Biokraftstoffe will sich die
Bundesregierung national wie auch europaweit
für eine Verlaengerung einsetzen.
Auch in Forschung und Entwicklung
wurden bereits eine Vielzahl von Projekten
mit Schwerpunkten in den Bereichen
Hybridantriebe, Biodiesel-, Pflanzenoelund
BTL-Kraftstoffe sowie bei Brennstoffzellenantrieben
unterstuetzt.
Beim Bau von Versuchsanlagen besteht
noch Handlungsbedarf. Dies gilt insbesondere
für Anlagen zur Herstellung von BTLKraftstoffen.
Neben der schon existierenden
Pilotanlage in Freiberg bereitet die
Bundesregierung momentan den Bau einer
zweiten Anlage vor, in der ein alternatives
Herstellungsverfahren erprobt werden soll.
Zusammenfassend lässt sich sagen: Die
Abloesung des in der westlichen Welt seit
etwa 150 Jahren dominierenden fossilen
Zeitalters gehört nicht nur zu den grössten
Aufgaben unseres Jahrhunderts, sie hat
bereits begonnen! Der Anteil erneuerbarer
Energien an der Energieversorgung
nimmt stetig zu und das Bewusstsein
über die Notwendigkeit eines Umsteuerns
waechst in allen Bevoelkerungsschichten.
Noch bleibt jedoch eine Menge
zu tun, auch im Verkehrsbereich.
Der Durchbruch in eine von Kreislaufwirtschaft
und nachhaltigem Wirtschaften
gepraegte Zukunft wird aber auch beim
Verkehr nur gelingen, wenn dies gemeinsam
von allen gesellschaftlichen Gruppen
unterstuetzt wird.
Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)
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