Anschluss gesucht

Der Kraftstoff der Zukunft wird grün

09.12.2013 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Was wird zukünftig in unseren Tank wandern? Biokraftstoffe der ersten und zweiten Generation liefern Power vom Acker. (Quelle: © Maho  / Fotolia.com)
Was wird zukünftig in unseren Tank wandern? Biokraftstoffe der ersten und zweiten Generation liefern Power vom Acker. (Quelle: © Maho / Fotolia.com)

Man kann aus Pflanzen Biokraftstoffe herstellen, die bereits heute in unseren Tank wandern. Aber auch organische Abfälle und Reststoffe und sogar Algen können zur Produktion von Biokraftstoffen genutzt werden! Schon heute gibt es Wege, mobil zu sein und trotzdem nachhaltiger und klimafreundlicher zu werden. Auch wenn dies nur eine Übergangslösung ist.

Zu wertvoll für den Tank

Es war eine kleine Revolution, als man im 19. Jahrhundert die Verbrennungsmotoren erfand. Dampf-, Wasser- oder Windmaschinen ließen sich so ersetzen. Bald setzten sich diese Motoren als Antriebe beim Auto durch. Ein gutes halbes Jahrhundert später wurde das Auto vom vielbestaunten Luxus zum alltäglichen Gebrauchsgegenstand. Doch ein Otto- oder Dieselmotor wird mit Erdöl gefüttert und was in den Tank kommt, ist für immer weg. Daher brauchen wir Alternativen, wenn wir nicht wieder auf Pferdekutschen umsatteln wollen, um von A nach B zu kommen.

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Die Geburtsstunde des benzinbetriebenen Autos
Ende des 19. Jahrhunderts wurde in Deutschland das erste Auto mit Benzinmotor von Carl Benz patentiert, was als die Geburtsstunde des modernen Autos angesehen wird. 1886 erfolgte die erste öffentliche Fahrt des damals noch dreirädrigen Motorwagens. Der Verbrennungsmotor setzte sich letztlich gegen andere Antriebsformen wie Dampf oder Elektrizität durch. Mit Einführung der Fließbandfertigung konnte der Autohersteller Ford den Luxusartikel Auto erschwinglich machen und läutete so die Ära der Massenproduktion und Massenmobilität ein.

Die Geburtsstunde des benzinbetriebenen Autos

Ende des 19. Jahrhunderts wurde in Deutschland das erste Auto mit Benzinmotor von Carl Benz patentiert, was als die Geburtsstunde des modernen Autos angesehen wird. 1886 erfolgte die erste öffentliche Fahrt des damals noch dreirädrigen Motorwagens. Der Verbrennungsmotor setzte sich letztlich gegen andere Antriebsformen wie Dampf oder Elektrizität durch. Mit Einführung der Fließbandfertigung konnte der Autohersteller Ford den Luxusartikel Auto erschwinglich machen und läutete so die Ära der Massenproduktion und Massenmobilität ein.

Bildquelle: http://www.zeno.org - Zenodot Verlagsgesellschaft mbH

Grüne Alternativen mit Vor- und Nachteilen

So kommt es, dass Biokraftstoffe populär sind wie nie. Sie nutzen die bereits bestehenden Konzepte und die Infrastruktur (wie Motoren oder Tankstellen) und werden aus Rohstoffen gemacht, die wieder nachwachsen. Man verarbeitet dafür Biomasse: Zucker- und stärkehaltige Pflanzen wie Zuckerrüben oder Maispflanzen sowie ölhaltige Pflanzen wie Raps. Denn Zucker und Stärke lassen sich zu Bioethanol vergären und Pflanzenöl kann zur Produktion von Biodiesel genutzt werden. Man kann sogar reines Pflanzenöl in den Tank füllen! Da man dafür aber den Dieselmotor umrüsten muss, spielt diese Alternative derzeit eine geringere Rolle.

Der größte Vorteil von Biokraftstoffen ist, dass man durch sie Kohlendioxid (CO2) einsparen kann: Denn sie geben bei ihrer Verbrennung nur so viel CO2 ab, wie sie vorher zum Wachsen gebraucht haben. Vorausgesetzt die Rohstoffe für den Biokraftstoff werden nachhaltig produziert. Dann können sie einen sinnvollen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen im Verkehrssektor leisten. Denn dann haben sie eine sehr viel bessere CO2-Bilanz als Treibstoffe aus fossilen Rohstoffen.

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Biokraftstoffe der ersten Generation nutzen auch essbare Teile der Pflanze und konkurrieren um Ackerflächen für die Nahrungsmittelproduktion.

Biokraftstoffe der ersten Generation nutzen auch essbare Teile der Pflanze und konkurrieren um Ackerflächen für die Nahrungsmittelproduktion.

Bildquelle: © Ruth Rudolph / pixelio.de

Das klingt erst einmal vielversprechend. Doch leider gibt es auch einen Haken. Man baut die Energiepflanzen, die zur Herstellung von Biokraftstoffen der ersten Generation genutzt werden, auf Ackerflächen an, die dann nicht mehr für die Produktion von Nahrungsmitteln zur Verfügung stehen. Die mögliche Konkurrenz zur Erzeugung von Lebensmittel hat zu einer „Teller-Tank-Debatte“ und zu einem eher negativen Image der biologischen Kraftstoffe geführt. Deshalb setzt man auf einen Zusatznutzen: Als Nebenprodukt der Biodiesel wie auch der Bioethanol Produktion entsteht Tierfutter. Das macht die Produktion ökologisch aber auch wirtschaftlich sinnvoll. Aber es bleibt das Problem, dass nur ein Teil der Pflanzen für die Herstellung von Biokraftstoffen genutzt werden kann. Beim Raps ist das z.B. das Öl, das aus der Pflanze gepresst und weiterverarbeitet wird. Der Rest der Pflanze ist für die Kraftstoffproduktion nicht zu gebrauchen.

Bereits heute sind nachwachsende Rohstoffe im Tank

Da wir jedoch unsere CO2-Emissionen reduzieren müssen, gibt es bereits Bestrebungen fossile Rohstoffe durch nachwachsende zu ersetzen. Unserem Diesel kann bis zu 7 Prozent Biodiesel beigemischt sein und im Benzin ist mittlerweile bis zu 5 Prozent Bioethanol enthalten. Auch E10 ist ein Ottokraftstoff mit einem Bioethanol-Anteil von 5 bis maximal 10 Prozent. Der „Neue“ an der Tanke machte jedoch gleich Negativschlagzeilen. Denn er wurde von den Autofahrern nicht gut aufgenommen – zu groß war die Verunsicherung, ob E10 dem Motor schade, denn rund 10 Prozent der Fahrzeuge können aus technischen Gründen den neuen Kraftstoff nicht vertragen.

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Bildquelle: © Pflanzenforschung.de

Dennoch gehören Biokraftstoffe mittlerweile einfach dazu. Sie sind gesetzlich verankert (Biokraftstoffquotengesetz), wodurch ein wachsender Mindestanteil an Biokraftstoffen in Umlauf gebracht werden muss. Um sich aber überhaupt Biokraftstoff nennen zu können, müssen festgelegte Nachhaltigkeitskriterien erfüllt sein. Derweil werden neue Produktionsverfahren kräftig erforscht, die bestehende Nachteile aus dem Weg schaffen sollen.

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Zur Gewinnung von Biogas werden Gülle und pflanzliche Abfälle in Biogasanlagen vergärt. Mit dem sogenannten Bioerdgas können Erdagasautos betankt werden.

Zur Gewinnung von Biogas werden Gülle und pflanzliche Abfälle in Biogasanlagen vergärt. Mit dem sogenannten Bioerdgas können Erdagasautos betankt werden.

Bildquelle: © Thingamajiggs / Fotolia.com

In Abfall steckt jede Menge Potential!

Die Debatten um Biokraftstoffe der ersten Generation hatten zur Folge, dass nun Biokraftstoffe der zweiten Generation erprobt werden. Der Unterschied: Hier werden Pflanzen als Ganzes genutzt. Auch organische Abfälle wie Holzreste, Stroh oder pflanzliche Reststoffe aus der Landwirtschaft kommen dabei zum Einsatz. Denn mit Hilfe von chemischen, physikalischen oder biologischen Prozessen kann auch die schwer zugängliche Cellulose in ihre Grundbestandteile zerlegt werden. Der in ihr gebundene Zucker kann mit Hilfe von Mikroorganismen zu Biokraftstoffen umgewandelt werden. Cellulose kennt man aus der Papierindustrie und ist ein Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden. Wenn Cellulose-Ethanol in großen Mengen und kostengünstig produziert werden kann, wird dieser den Spritmarkt stark verändern. Mit der Nutzung von Reststoffen und Abfällen - auch hier wieder vorausgesetzt, dass dies nachhaltig geschieht - würde auch die Konkurrenzdiskussion zu unseren Nahrungsmitteln ad acta gelegt.

Auch synthetische Kraftstoffe, sogenannte BtL-Kraftstoffe (Biomass to Liquid, zu Deutsch: Biomasseverflüssigung) werden aus Biomasse hergestellt. Auch hier können anfallende Reststoffe wie Restholz verwertet werden. Die Biomasse wird dafür zuerst thermochemisch zu Synthesegas vergast und anschließend in flüssige Biokraftstoffe umgewandelt. Doch BtL-Kraftstoffe sind noch in der Entwicklung und ebenfalls noch nicht auf dem Markt verfügbar.  

Aus Biomasse kann man jedoch nicht nur flüssige Kraftstoffe herstellen, sondern auch gasförmige: Biogas kann sowohl aus Abfällen und Reststoffen als auch aus Energiepflanzen gewonnen werden. Dazu wird die Biomasse in Biogasanlagen vergärt. Vor allem landwirtschaftliche Abfälle wie tierische Exkremente werden hier weiter genutzt. Man kann es bereits an speziellen Biogastankstellen tanken. Erdgasautos fahren auch bereits mit Biomethan (oder Bioerdgas), das aus Biogas gewonnen wird.  Hauptsächlich wird aus dem Biogas jedoch direkt am Entstehungsort „grüner“ Strom erzeugt. Dieser kann wiederum in die langsam, aber stetig wachsende Flotte von Elektroautos eingespeist werden. Aber nicht nur Autos, sondern auch die Bahn fährt „grün“.  

Algen als Hoffnungsträger

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Biomüll tanken? Biokraftstoffe der zweiten Generation nutzen vor allem Holz- und Strohabfälle der Landwirtschaft.

Biomüll tanken? Biokraftstoffe der zweiten Generation nutzen vor allem Holz- und Strohabfälle der Landwirtschaft.

Bildquelle: © M. Schuppich / Fotolia.com

Es gibt auch Hilfe aus dem Wasser. Algen gehören streng genommen nicht zu den Pflanzen, sind aber in der Lage Photosynthese zu betreiben. Wie Pflanzen wandeln sie CO2 um. Dabei produzieren sie direkt Öl, woraus sich Kraftstoffe herstellen lassen können. Da sie schnell wachsen und äußerst produktiv sind, setzen viele ihre Hoffnung auf Mikroalgen. Dafür benötigt man allerdings speziell gezüchtete, leistungsfähigere Algen, die deutlich mehr Öl produzieren können. Derzeit sucht man händeringend nach der optimalen Algenart. Ideal wären Algen, die das Öl ausscheiden und danach weiter leben. Algenkraftstoffe könnten unser CO2-Problem erheblich verringern, da die Algen CO2 brauchen, um das benötigte Öl zu erzeugen. Neben solchen ölproduzierenden Algen, kann auch die Biomasse der Algen zu Biokraftstoffen oder Biogas verarbeitet werden.

Die Zukunft wird grüner

Alles in allem sind wir derzeit noch von dem „schwarzen Gold“ abhängig. Dennoch gibt es viele Ansätze, künftig klimaschonender unterwegs zu sein, ohne die Versorgung mit Nahrungsmitteln zu beeinträchtigen. Wir benötigen neue Konzepte, da Erdöl einfach zu schade ist, um verbrannt zu werden. Auf dem Weg hin zu einer neuen Art von Mobilität, egal wie diese im Detail aussehen wird, sind Kraftstoffe auf biologischer Basis eine „grüne“ Übergangslösung. Damit wir einmal „bye, bye Erdöl“ sagen können, ist noch reichlich Forschung und Entwicklung nötig. 

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