Kraftstoff 12.11.2004, 18:34 Uhr

Biomasse sucht Weg in den Autotank

VDI nachrichten, Berlin, 12. 11. 04 -Die Mineralölsteuerbefreiung von Biokraftstoffen, wie Biodiesel, lenke solche aus Biomasse, beispielsweise Holz, in eine Nutzungsschiene, die bei hohen Produktionskosten nur geringfügige Klimaschutzpotenziale biete, meint Dr. Andreas Ostermeier vom Umweltbundesamt. Er erklärt im Folgenden, dass ihr stationärer Einsatz sinnvoller wäre, weil mit dem insgesamt begrenzten Biomassepotenzial dort eine größere Klimagasminderung zu erzielen sei.

Biokraftstoffe sind vermehrt Gegenstand der öffentlichen Diskussion. Die hohen Kraftstoffpreise sind ein Grund, aber auch die Änderung des Mineralölsteuergesetzes, das alle Biokraftstoffe – auch als Beimischung – bis 2009 von der Mineralölsteuer befreit. Der „Biodiesel“ genannte Rapsmethylester (RME), bislang nur als Reinkraftstoff steuerbefreit, gelangt hierdurch nunmehr auch als maximal 5 %ige Beimischung in den Kraftstoffmarkt. So wird sich das Nachfragepotenzial nach „Biokraftstoffen“ vergrößern. Doch für die Beurteilung von Biokraftstoffen aus Umweltsicht ist der Schutz von Klima und fossilen Ressourcen entscheidend.

Dr. Andreas Ostermeier
…ist in der Verkehrsabteilung des Umweltbundesamtes zuständig für den Aufgabenbereich alternative Antriebe und Kraftstoffe. Er studierte an der TU Berlin Physik und promovierte dort im Bereich Bionik.

Weil die Klimaerwärmung ein globaler Effekt ist, sind Ort und funktionaler Zusammenhang von Klimagasemissionen irrelevant. Im Gegensatz dazu können beim Schutz fossiler Ressourcen lokale und funktionale Aspekte relevant werden, da unterschiedliche (fossile) Energieträger nicht beliebig austauschbar sind.

Was global zählt, ist allein die Summe der Emissionsminderung. Somit entscheidend dafür, welchen Beitrag Biokraftstoffe hier leisten können, ist einerseits ihr Mengen- und daraus resultierendes Klimagasminderungspotenzial, andererseits eine sich möglicherweise ergebende Konkurrenzsituation zu anderen Klimagasminderungsoptionen.

Wird das gegenwärtige Mengenpotenzial von Biodiesel in Deutschland betrachtet, kommt man über die verfügbaren Anbauflächen für Raps auf eine Menge, die zwischen 0 und 2 Mio. t/a liegt. Eine derartige Nutzung steht aber im Gegensatz zu anderen Nachhaltigkeitszielen wie Ökolandbau, Einrichtung von Biotopverbünden oder Schutz von erosionsgefährdeten Flächen. Bei deren Umsetzung gehen die freien Anbauflächen und die möglichen Biodieselmengen gegen Null.

Auch kann die Obergrenze für das Mengenpotenzial nur gelten bei Nutzung aller nicht zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion benötigten Ackerflächen in der Bundesrepublik. Damit wäre Raps und infolge Biodiesel zu produzieren, der 3,5 % des gegenwärtigen Kraftstoffverbrauchs in Deutschland ausmachte. Die Klimagasemissionen würden um etwa 1,5 % bis 2 % sinken, weil die mit Biodiesel betriebenen Landmaschinen und der Rapsanbau selbst etwa halb so viel Treibhausgase emittieren wie bei Verwendung von fossilem Diesel.

Zwar kann die Nutzung von Flächen für den Rapsanbau anstatt zur Umsetzung anderer Nachhaltigkeitsziele mit dem hohen Stellenwert des Klimaschutzes begründet werden, jedoch ist bei einer entsprechenden Werthaltung zu klären, ob nicht andere Biomassenutzungen mehr zum Klimaschutz beitragen können. Im Wesentlichen ist dabei zwischen der stationären Nutzung im Strom- und Wärmebereich und der mobilen Nutzung im Verkehr zu unterscheiden.

Aus den heute verfügbaren Technologien resultieren unterschiedliche Anforderungen an die nutzbaren Biomassepotenziale. „Bio“-Kraftstoffe für den Verkehr lassen sich derzeit nur unter hohen Qualitätsanforderungen aus Öl-, Zucker- oder Stärkepflanzen herstellen. Die energetische Nutzung von Biomasse im stationären Bereich stellt dagegen keine besonderen Anforderungen. Neben Abfall- und Reststoffen lässt sich hierbei Biomasse anbauen, die hohe spezifische Flächenerträge bei vergleichsweise geringen negativen Umweltfolgen in der Landwirtschaft ermöglicht. Ein Beispiel hierfür sind schnellwachsende Hölzer wie Pappeln.

Aufgrund dieser unterschiedlichen Randbedingungen ist bei stationärer energetischer Biomassenutzung eine etwa drei- bis siebenfach höhere Klimagasminderung je Hektar Anbaufläche erreichbar als mit den heute verfügbaren Biokraftstoffen.

Insbesondere der Aspekt der mangelhaften Flächeneffizienz ist es, der Forschungsaktivitäten im Bereich innovativer Biokraftstoffe motiviert. So wird an Verfahren gearbeitet, die es erlauben, unspezifische Biomasse (wie Holz) zu Biokraftstoffen zu verarbeiten. Ein vielversprechender Ansatz wird in synthetischen BTL-Kraftstoffen (Biomass-to-liquid) gesehen, die auf thermochemischer Biomassevergasung mit anschließender Kraftstoffsynthese basieren. Es werden aber auch andere Ansätze, wie enzymatischer Biomasseaufschluss mit anschließender Vergärung zu Bioalkohol, verfolgt.

Diese Entwicklung könnte – auch aus Umweltsicht – zu einem erheblichen Fortschritt gegenüber den heute verfügbaren Biokraftstoffen führen. Auch weil erwartet wird, dass sich die Flächeneffizienz bezüglich Energieerträge und Klimagasreduktion deutlich steigern ließen. Die Verfahren sind allerdings gegenwärtig Forschungsgegenstand belastbare Daten zur praktischen Umsetzbarkeit und zur Kostenentwicklung sind nicht verfügbar.

Sollten sich die Erwartungen in diesem Bereich jedoch bestätigen, verringert sich der Nachteil der mobilen gegenüber der stationären Biomassenutzung erheblich. Die Klimagasminderung je Anbaufläche liegt für BTL etwa um den Faktor 1,5 bis 2,5 unter der stationären Biomassenutzung – gegenüber Faktor 3 bis 7 bei heutigem Biodiesel. Würde das Synthesegas der Biomassevergasung zu biogenem Wasserstoff weiterverarbeitet und dessen Nutzung in Brennstoffzellenautos angenommen, ist im Grenzfall aus Klimaschutzsicht auch ein Gleichstand mit der stationären Biomassenutzung möglich.

Die aus Klimaschutzsicht sinnvolle Strategie – vordringlicher Einsatz regenerativer Energieträger im stationären Bereich und nicht im Verkehr – ist natürlich nur umsetzbar, wenn kurz bis mittelfristig ausreichend im Verkehrsbereich nutzbare fossile Energieträger zur Verfügung stehen. Dies wird vor dem Hintergrund der hohen Abhängigkeit vom Erdöl und seiner global ungleichen Verteilung oftmals in Frage gestellt. Eine detaillierte Analyse lässt dagegen durchaus auch andere Schlussfolgerungen zu.

Die Verfügbarkeit des mit geringen Kosten geförderten Erdöls ist vor dem Hintergrund steigenden Verbrauchs begrenzt und seine Quellen konzentrieren sich zunehmend im Nahen Osten. Die Angebots- bzw. Nachfrageentwicklung lässt drastische Preiseinbrüche am Rohölmarkt zukünftig unwahrscheinlich erscheinen. So dürften mittelfristig Investitionen in die Erschließung unkonventioneller Ölreserven wie Schweröle, Ölsande oder Ölschiefer fließen. Hiermit würden global vergleichsweise gleichmäßig verteilte Ressourcen zu Kosten verfügbar, die Rohölpreise je Barrel zwischen 15 Dollar und 25 Dollar, also weit unter heutigen Weltmarktpreisen, erwarten lassen. Die spezifischen Klimagasemissionen werden hierbei allerdings gegenüber der heutigen Ölförderung ansteigen, was aber bereits heute in langfristige Szenarien eingeht.

Ein Anfang dieser Entwicklung zeichnet sich in den Investitionen von Shell in Malaysia ab, wo in Gas-to-Liquid-Anlagen aus Erdgas flüssiger synthetischer GTL-Kraftstoff produziert wird. Die Primärenergiebasis der Energieversorgung des Verkehrs mit fossilstämmigen flüssigen Kohlenwasserstoffen wird sich im Rahmen dieser Entwicklung mittelfristig verbreitern. Die Annahme einer gegenüber anderen Bereichen des Energiesystems herausragenden Gefährdung der Versorgungssicherheit des Verkehrsbereiches innerhalb der nächsten 30 bis 50 Jahre erscheint vor dem Hintergrund unbegründet. Die dargestellten Betrachtungen zum Klimaschutz können daher ausschlaggebend für die Beurteilung von Biokraftstoffen sein.

Der effektivste technische Beitrag im Verkehrssektor, der zum Klimaschutz innerhalb der nächsten 30 Jahre geleisten werden kann und muss, ist die schnellstmögliche Senkung des Kraftstoffverbrauchs der Automobile. Der konsequente Einsatz bereits heute verfügbarer Technologien erlaubt dabei eine Halbierung des Verbrauchsniveaus gegenüber den gegenwärtigen Autos – und das ohne wesentliche Einschränkung des Gebrauchsnutzens.

 

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