Treibstoffe aus Biomasse

Vom Acker in den Tank

Von Georg Küffner

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Das Knallgelb ist überwältigend - das Ergebnis der Dieselproduktion aus Raps weniger

28. März 2007 An der Biomasse soll die Welt genesen. So krass wird dieser Anspruch zwar selbst von der großen Schar der Biokraftstoff-Lobbyisten nicht vorgetragen. Doch wenn man in Magazinen blättert und ab und an einen Blick ins Fernsehen wagt, kann durchaus der Eindruck entstehen, dass die Energieprobleme der Erde (und zwar bereits in naher Zukunft) maßgeblich mit Hilfe von Pflanzen gelöst werden könnten: Mit Biobrennstoffen werden Häuser erwärmt, mit Biokraftstoffen Kraftfahrzeuge angetrieben und mit Biogas wird Elektrizität erzeugt, um die verpönten Kohle- und Kernkraftwerke zu ersetzen.

Biobrennstoffe sind wichtig. Betrachtet man die erneuerbaren Energien, dann ist der Anteil der Biomasse in Deutschland durchaus vorzeigbar. Die Biomasse liegt mit deutlichem Abstand auf dem ersten Platz der Rangliste erneuerbarer Energien, weit vor der Windkraft, der Solarthermie und der Photovoltaik.

Es wird noch immer gern mit Scheitholz geheizt

61 Prozent der in Deutschland 2005 nachhaltig erzeugten Endenergie (umgerechnet auf Terawattstunden) stammen aus Wald und Flur. Doch das verdankt die Bioenergie nicht etwa modernen Designerkraftstoffen, sondern dem althergebrachten Scheitholz, mit dem vor allem in ländlichen Regionen noch immer gern geheizt wird.

74 Prozent der aus Biomasse gewonnenen Energie entfallen auf die Wärmeerzeugung. Die Stromgewinnung ist mit 12 und die Erzeugung von Biokraftstoffen mit 14 Prozent beteiligt. Anders ausgedrückt: Trotz intensiver Anstrengungen liegt der Anteil der Biokraftstoffe am gesamten Kraftstoffverbrauch in Deutschland erst bei 3,5 Prozent. Daran wird sich auch durch die seit Beginn des Jahres geltenden Beimischungspflichten (dem Dieselöl werden 4,4 Prozent und dem Benzin 2 Prozent Naturtreibstoffe zugegeben) nicht viel ändern.

Rapsdiesel: Kraftstoff der ersten Generation

Derzeit ist der Marktanteil der einzelnen Biokraftstoffe wesentlich von der Innovationstiefe der Herstellverfahren abhängig. Daher ist es wenig erstaunlich, dass der in Deutschland zu fast 100 Prozent aus Rapssamen gepresste Biodiesel mit einer Jahresproduktion von 2,8 Millionen Tonnen ganz vorn liegt.

Da bei der Herstellung des Ackeröls lediglich die Früchte verwendet werden und damit die Ausbeute entsprechend schlecht ist, rechnet man Rapsdiesel zu den pflanzlichen Kraftstoffen der ersten Generation. Negativ ist auch, dass beim Rapsanbau für das Düngen der Felder und zum Auspressen des Öls viel Energie benötigt wird, so dass ein Teil des Sparpotentials verpufft.

An der Schwelle zur zweiten Generation: Alkohol

An der Schwelle zur zweiten Generation stehen die Verfahren zur Alkoholgewinnung. Der Stoff hält die Menschheit bereits seit Jahrhunderten in Stimmung. Auch Nikolaus August Otto setzte auf dieses Rauschmittel, als er einen Vorläufer des später nach ihm benannten Ottomotors mit dem damals für den Betrieb von Lampen beliebten Ethylalkohol zum Laufen brachte.

Lediglich in Brasilien wird Bioethanol in nennenswertem Umfang erzeugt. Das tropische Klima lässt Zuckerrohr prächtig gedeihen. Riesige Felder mussten angelegt werden. Im gleichen Zuge wurde der Urwald weiter zurückgedrängt. In Deutschland wird Ethanol vorwiegend aus Weizen, Roggen und Mais in drei großen Schnapsfabriken erzeugt. Die Jahresproduktion liegt bei einer halben Million Tonnen.

Synthesegas aus Holz und Stroh

Vieles spricht dafür, die Ackeröl- und Alkoholwelt hinter sich zu lassen. Große Hoffnungen werden in das von dem Ingenieur Bodo Wolf bereits vor Jahren entwickelte Carbo-V-Verfahren gesetzt, mit dem es möglich ist, die über Jahrmillionen in der Natur abgelaufenen Prozesse, die aus Wäldern und trockengefallenen Meeren Kohle-, Erdöl- und Erdgaslagerstätten entstehen ließen, im Zeitraffer abzubilden.

In einer größeren Forschungsanlage in Freiberg in Sachsen ist das gelungen. In einem zweistufigen Vergasungsprozess wird aus Holz und Stroh ein Synthesegas gewonnen, das anschließend mit Hilfe der „uralten“ Fischer-Tropsch-Synthese in einen BTL-Kraftstoff verwandelt wird. Eine zweite, 15.000-Tonnen-Anlage wird derzeit montiert. Später soll dann eine Großraffinerie in Lubmin mit einer Jahresproduktion von 200.000 Tonnen dazukommen.

Den großen Pluspunkt dieser Technik sieht man in der guten Ausbeute. So lassen sich aus einem Hektar rund 4000 Liter SunDiesel gewinnen, was dem dreifachen Ertrag von Rapsöl entspricht. Das ist vorzeigbar. Doch da bei der Umwandlung der trockenen organischen Ausgangsstoffe in BTL-Kraftstoff mindestens ein Viertel der in den Prozess eingebrachten Energie verlorengeht, tauchen immer wieder Stimmen auf, die für die Erzeugung von Strom und Wärme aus den nachwachsenden Rohstoffen plädieren. Hier ist die Energieeffizienz deutlich größer.

Prozesse wie im Magen einer Kuh

Simpel, was die Anlagentechnik anlangt, und effektiv in der Ausbeute sind die Verfahren zur Biogasherstellung. Die in den tankförmigen Fermentern ablaufenden Prozesse ähneln denen im Magen einer Kuh. „Gefüttert“ werden sie vor allem mit Maissilage, sie vertragen aber auch andere Nahrung. Und sie produzieren ihren eigenen Dünger.

Die Reste lassen sich wie Kuhmist zurück auf die Felder tragen. Zudem ist die Brennstoffausbeute bestens. Aus einem Hektar, angepflanzt mit Energiemais, lassen sich rund 3500 Kilogramm Methan gewinnen - was umgerechnet dem Energieinhalt von 5000 Liter Benzin entspricht.

Biogaszapfstelle kostet rund das Vierfache

Heute wird das in Deutschland erzeugte Biogas in erster Linie zur Stromerzeugung genutzt. Die recht üppigen Zuschüsse nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) weisen diesen Weg. Aufgrund neu installierter Anlagen stieg die Leistung 2006 auf rund fünf nach etwa 3,3 Milliarden Kilowattstunden im Jahr zuvor.

Für den Betrieb von Fahrzeugen ist Biogas ebenfalls bestens geeignet. Es gibt aber kaum entsprechende Tankstellen, was auch daran liegt, dass eine Gaszapfstelle rund das Vierfache einer Benzinzapfsäule kostet. Daher ist Biogas (und Erdgas) bei einigen Mineralölgesellschaften wenig beliebt. Sie halten es für den idealen Treibstoff für lokal agierende Flottenbetreiber.

Preisentwicklung und Flächenbedarf

In welchem Umfang die Biomasse künftig einen Beitrag zur Energieversorgung und damit als Ersatz für Mineralöl und Erdgas leisten wird, hängt wesentlich von der Preisentwicklung der traditionellen Energieträger ab. Doch auch die Frage, ob ausreichend Fläche zur Verfügung steht, ist maßgeblich.

Nach einer Prognose der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) werden im Jahr 2020 knapp 3,5 Millionen Hektar Ackerfläche in Deutschland für den Anbau der unterschiedlichsten Energiepflanzen zur Verfügung stehen. Würde man den gesamten Ertrag für die Erzeugung von fahrzeugverträglichen Kraftstoffen verwenden, ließe sich damit rund ein Viertel des Bedarfs abdecken.

Text: F.A.Z.
Bildmaterial: Cornelia Sick, F.A.Z.

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