Biotreibstoffe: Eine echt nachhaltige Lösung?

Sogenannte Biotreibstoffe haben heutzutage einen überaus schlechten Ruf. Ob dieser gerechtfertigt ist, was Biotreibstoffe sind, warum wir sie so dringend benötigen und ob sie trotzdem der Schlüssel für eine nachhaltigere Zukunft sein können, soll dieser Artikel zeigen.

Was sind Biotreibstoffe?

Generell sind Biotreibstoffe alle Treibstoffe, die aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden. Dazu gehören unter anderem Bio-Ethanol, Bio-Butanol, Biodiesel und Biogas.

Bio-Ethanol wird aus zucker- oder stärkehaltigen Pflanzenteilen wie z. B. Zuckerrüben, Kartoffeln, Weizen, Roggen und Mais gewonnen. Dabei muss die Stärke zuerst in Zucker aufgespalten werden, um sie dann mittels Hefe zu Ethylalkohol (Ethanol) zu vergären.

Bio-Butanol wird ähnlich hergestellt wie Bio-Ethanol, nur wird der Zucker durch das Bakterium Chlostridium acetobytilicum, unter anderem, in Aceton und Butanol umgewandelt. Zwar hat Bio-Butanol eine höhere Energiedichte als Bio-Ethanol, nachteilig wirkt sich aber aus, dass aus den Ausgangsstoffen nur ein geringer Anteil am gewünschten Bio-Butanol (verglichen mit der Ausbeute von Bio-Ethanol) gewonnen werden kann.

Für Biodiesel wiederum werden ölhaltige Pflanzenteile als Ausgangsstoff benötigt. Das Öl gewinnt man großteils aus Samen von Raps oder den Früchten der Ölpalme, weniger häufige Alternativen sind Erdnüsse, Hanfsamen, einzellige Grünalgen und Schlachtabfälle (Details zur Herstellung von Biodiesel siehe nächstes Kapitel). Gereinigtes Pflanzenöl kann auch direkt als Biotreibstoff verwendet werden, dieser wird aber nicht als Biodiesel bezeichnet.

Biogas kann aus verschiedenen Ausgangsstoffen wie Bioabfall, Speiseresten, Klärschlamm, Gülle, Mist, Mais, Getreide oder Gräsern gewonnen werden. Aus diesen Stoffen wird mit Hilfe von Bakterien, unter Sauerstoffausschluss und über das Zwischenprodukt Essigsäure, Methan produziert, welches zur Energiegewinnung verwendet werden kann.

Weiters muss gesagt werden, dass alle genannten Biotreibstoffe verschieden viel Energie liefern und, je nach Ausgangsstoff, die Ausbeute sehr unterschiedlich ausfällt, was zu einem hohen Forschungsbedarf führt.

Biotreibstoffe Einführung Ranalter

Biotreibstoffe sind ein alter Hut

Seit die Menschen Tiere wie Pferde, Esel, Lamas usw. zähmten und diese als Transport- und/oder Fortbewegungsmittel nutzten, war es notwendig diesen auch “Treibstoffe” in Form von Nahrung zur Verfügung zu stellen. Nach dieser urtümlichen Form der Biotreibstoffe, die hauptsächlich aus Gräsern bestand, wurde das Herstellen von flüssigen Treibstoffen wie z. B. Biodiesel aus pflanzlichem Öl oder tierischem Fett erst durch die Entwicklung des chemischen Prozesses der Transesterifikation 18531 möglich.

Dabei werden die Fettsäuremoleküle von einem dreiwertigen Alkohol (Glyzerin) an einen einwertigen Alkohol (Methanol) angehängt. Es wird also eine Esterbindung durch eine andere ersetzt, deshalb nennt man diesen Prozess im Deutschen auch Umesterung. Dadurch wird aus dem zähflüssigen Öl der viel dünnflüssigere Fettsäuremethylester2, welcher als Biodiesel verwendet wird.

Biotreibstoffe Was ist das

In einem Motor wurde Biotreibstoff (aus Erdnussöl) aber erst von Rudolf Diesel um 1900 eingesetzt, und da damals Erdnussöl und andere pflanzliche Öle in der Beschaffung weit teurer waren als Erdöl, setzten sich die Biotreibstoffe nicht durch. Auch eine Initiative Henry Fords Anfang des 20. Jahrhunderts, der Biodiesel aus Hanfsamen im großen Stil herstellen wollte, wurde, durch das Einwirken der Erdölnutznießer auf die amerikanische Politik, im Keim erstickt.

Erst durch die Ölkrise in den Siebzigern wurde wieder akut nach Alternativen zum Erdöl geforscht. Diese Forschung ist noch lange nicht abgeschlossen und ist heute wichtiger denn je.

Warum haben Biotreibstoffe einen so schlechten Ruf?

Der schlechte Ruf der Biotreibstoffe liegt darin begründet, dass, für die sogenannte 1. Generation, Futterpflanzen verwendet werden. In der Folge steigen die Lebensmittelpreise aufgrund des knapper werdenden Ackerlandes. Wenn man noch dazu bedenkt, wie viele Menschen auf unserer Erde an Hunger leiden3, dann sind Biotreibstoffe aus Nahrungspflanzen entschieden abzulehnen.

Biotreibstoffe der 2. Generation hingegen werden aus Pflanzen gewonnen, die nicht für die Nahrungsproduktion vorgesehen sind. Leider macht sie das nicht unproblematischer, denn in den Tropen werden unvorstellbar große Flächen gerodet, um Ölpalmenplantagen anzulegen4 und die Pappel- bzw. Weidenmonokulturen in den europäischen Ländern verdrängen meist Grünland, Wälder oder Nahrungspflanzenanbauflächen. Dies zeigen auch Studien, die in den USA durchgeführt wurden, denn dort wurde ein Rückgang um 5300 km² der Grünland- und Prärieflächen, wegen des ausufernden Maisanbaus, nachgewiesen5.

Nach der anfänglichen Lobpreisung der Biotreibstoffe, ausgelöst durch die Hoffnung der Menschen, weiterhin massenhaft Energie verschwenden zu können und das auch noch mit einem reinen Gewissen, da man dies ja CO2-neutral tut, folgte Ernüchterung. Denn für die Gewinnung der benötigten kurzkettigen Moleküle wie z. B. Ethanol müssen langkettige Moleküle gespalten werden und dafür wird wiederum (meist fossile) Energie benötigt, ebenso für das Destillieren des Ethanols und die Wasserabtrennung6.

Nimmt man noch die Tatsache des niedrigeren Energiegehalts von Ethanol (62% im Vergleich zu Benzin) hinzu, weshalb man mehr davon für die gleiche Leistung braucht, dann sind die Vorteile dieses Biotreibstoffs, in Bezug auf Umweltschutz, wenig umwerfend.

Noch dazu verweisen aktuelle Forschungsergebnisse auf die Möglichkeit eines erhöhten Auftretens von bodennahem Ozon durch den übermäßigen Anbau schnell wachsender Bäume wie Pappel und Weide. Diese Bäume dünsten nämlich Gase (Isoprene) aus, welche die Bildung von Ozon, das die Atemwege reizt, begünstigt7. Alles in allem stellt sich die derzeitige Situation, bezüglich Biotreibstoffe, als nicht optimal für Mensch und Umwelt dar. Das erklärt auch, warum die EU bis 2020 alle Subventionen für Biotreibstoffe, die eine schlechte Umweltbilanz haben oder aus Nahrungspflanzen hergestellt werden, streichen will8.

07.05.2013 © Manfred Ranalter

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