Ökologische Treibstoffe: Biosprit: Holz für den Motor

Ökologische Treibstoffe: Biosprit: Holz für den Motor

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Betankung mit kalt gepresstem Rapsöl aus eigenem Anbau

Die Nutzung von Biosprit aus Raps und Getreide wird heftig kritisiert: Sie schade dem Klima und verteuere Nahrungsmittel. Kann die neue Generation an Biotreibstoffen diese Makel beheben?

SynFuel heißt der Kraftstoff, der das Schicksal der Biosprit-Branche entscheiden könnte. Im sächsischen Freiberg weiht der Hersteller Choren am 17. April die erste großtechnische Anlage ein. Sie wird jährlich 15.000 Tonnen Treibstoff produzieren. 77 Teilsysteme sind seit Anfang des Jahres getestet und nach und nach in Betrieb genommen worden – von der Biomasseaufbereitung bis hin zur Abfüllstation für den fertigen Sprit. Der Ölmulti Shell wird ihn aufkaufen und seinem besten Diesel – V-Power genannt – beimischen.

Öko-Sprit ist schwer unter Beschuss geraten, seitdem zwei aktuelle Studien herausgefunden haben, dass beim Anbau von Mais, Raps oder Palmöl oft mehr Treibhausgase entstehen, als die daraus gewonnenen Biokraftstoffe dem Klima ersparen. Schuld an der negativen Umweltbilanz sind der hohe Einsatz an Stickstoffdünger und Pflanzenschutzmitteln sowie die Rodung ganzer Tropenwälder, um Anbauflächen zu schaffen. Der extensive Anbau von Energiepflanzen in aller Welt verteuere zudem wichtige Grundnahrungsmittel, so ein anderer Vorwurf. In Mexiko verdoppelte sich der Tortillapreis innerhalb eines Jahres, weil Amerikas Farmer ihren Mais wegen der hohen Zuschüsse lieber zu Ethanol verarbeiteten ließen als ihn zu exportieren.

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Auch dass nur ein kleiner Teil der Pflanzen, nämlich die Frucht, zu Kraftstoff wird, beeinträchtigt die Effizienz. Stiele, Blätter, Hölzer und Stroh bleiben ungenutzt. Für die Umweltschutzorganisation Greenpeace steht daher fest: „Biosprit ist eine Mogelpackung auf Kosten der Umwelt.“

Die Biotreibstoffe der zweiten Generation, zu denen SynFuel gehört, sollen die Kritiker zum Verstummen bringen. Sie werden auf chemischem beziehungsweise biologischem Wege aus Holz, Stroh oder Bioabfällen gewonnen. Ihre Energieausbeute ist deutlich höher. „Kein Konkurrent für Brot und Milch“, wirbt das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) für diesen Sprit. Petra Sprick, Geschäftsführerin des Verbands der Deutschen Biokraftstoffindustrie (VDB) sieht das ebenso: „Es gibt genug Biomasse für Teller und Tank.“ Der gleichen Meinung ist Rudolf Menne, Forschungsleiter von Ford in Europa: „Wir setzen auf Biokraftstoffe der zweiten Generation, die beispielsweise aus Zellulose gewonnen werden und die nicht mit der Nahrungsmittelproduktion konkurrieren“. Da der neue Sprit synthetisch hergestellt wird, fehlen zudem sämtliche Zutaten, die mineralischen Diesel so problematisch machen, vor allem Aromaten, die Ruß erzeugen.

Aus der Diskussion ist der Sprit vom Acker damit nicht. Viele Verfahren befinden sich erst im Experimentierstadium. Und vorerst gelangen nur kleine Mengen auf den Markt. Sie können die weltweite Nachfrage bei Weitem nicht decken. Die Inbetriebnahme der ersten 200.000-Tonnen-Anlage zur Produktion von Biotreibstoffen der neuen Generation ist für 2010/11 geplant.

Bis dahin geht es nicht ohne Biodiesel aus Raps und Bioethanol aus Getreide, um die Klimapläne von EU und Bundesregierung zu verwirklichen (siehe Seite 96). Brüssel will den Anteil von Pflanzenkraftstoffen bis zum Jahr 2020 von heute zwei bis vier Prozent auf zehn Prozent steigern. Berlin hat bis dahin sogar eine Bio-Zwangsbeimischung von 20 Volumenprozent beschlossen. Allein das Zehn-Prozent-Ziel der EU kommt die europäischen Steuerzahler nach Berechnungen des Londoner Beratungsunternehmens Europe Economics teuer zu stehen. Die Experten kalkulieren mit Zusatzbelastungen von bis zu 23 Milliarden Euro.

Dabei ist unklar, wie viel Biosprit heutige Diesel- und Otto-Motoren überhaupt vertragen. Der Verband der Autohersteller (VDA) glaubt, dass nur 375 000 Pkw-Besitzer auf das teure SuperPlus umsteigen müssen, wenn der Beimischungsanteil im Super Anfang nächsten Jahres wie vorgesehen auf zehn Prozent steigt. Das SuperPlus wird bis 2016 weiterhin nur fünf Prozent Ethanol enthalten. Ganz anders rechnet der ADAC. Er taxiert die Zahl der Autos auf mehr als eine Million, die das aggressive, Dichtungen und Schläuchen zusetzende Ethanol nicht vertragen. Die Autohersteller haben versprochen, bis Ende März Klarheit zu schaffen und genaue Zahlen vorzulegen.

Die Öko-Kraftstoffe der zweiten Generation entschärfen das Problem nur beim Diesel. SynFuel lässt sich in beliebigen Dosen beimischen oder auch ohne vorherige Umbauten des Motors pur tanken, haben Tests von Volkswagen und Daimler ergeben. Beim Ethanol ändert sich nichts an der eingeschränkten Verträglichkeit.

Umso drastischer sinkt der Landschaftsverbrauch, der heute vor allem von Energiepflanzen bestimmt wird. Der Flächenverbrauch für Industriepflanzen stagniert dagegen. Eine zehnprozentige Beimischung bedeutet für Deutschland einen Jahresbedarf von mehr als vier Millionen Tonnen Biosprit. Die dafür notwendigen rund fünf Millionen Tonnen Rapssaat und sechs Millionen Tonnen Getreide müssen auf einer Fläche von 30.000 Quadrat-kilometern angebaut werden, das entspricht in etwa der Größe Brandenburgs.

Treibstoffe der zweiten Generation wachsen für die gleiche Produktionsmenge auf weniger als einem Viertel dieser Fläche. Bioabfälle sind in dieser Rechnung nicht einmal berücksichtigt. So fallen in Deutschland jedes Jahr allein 40 Millionen Tonnen Stroh an. Die Menge reicht aus, um vier Millionen Tonnen SynFuel herzustellen, rund 14 Prozent des jährlichen Inlandsbedarfs.

Ludwig Leible, Projektleiter für Biokraftstoffe am Karlsruher KIT, sieht weitere Vorteile: „Mit Biosprit der zweiten Generation können wir unabhängiger vom Erdöl werden und die CO2-Emissionen im Straßenverkehr gemäß den Zielvorgaben der EU senken, ohne unsere Äcker zu Tankstellen zu machen.“ Er rechnet mit Produktionskosten pro Liter von etwa einem Euro gegenüber 60 Cent bei herkömmlichem Diesel. Allerdings nur, wenn Stroh und Holzabfälle mitverwertet werden.

Für den Betrieb der Choren-Anlage reichen Holzabfälle aus, die im Umkreis von rund 50 Kilometer anfallen. Künftige Großanlagen mit einer Kapazität von 200.000 Jahrestonnen müssen dagegen aus Plantagen versorgt werden. „Wir setzen auf schnell wachsende Hölzer wie Pappeln und Ahorn“, sagt Matthias Rudloff, Entwickler bei Choren. Diese robusten und anspruchslosen Bäume gedeihen auch ohne Dünger und Pestizide. Um eine einzige Anlage dieser Größenordnung zu versorgen, müssen 500 Quadratkilometer aufgeforstet werden. Die Fläche entspricht mehr als der Hälfte des Landkreises Freiberg oder einem Fünftel des Saarlands. Die anvisierten zehn großen Sigma-Anlagen, wie Choren die SynFuel-Fabriken der Zukunft nennt, benötigen demnach eine Plantagenfläche von insgesamt 5000 Quadratkilometer.

Treibstoffe der zweiten Generation wachsen für die gleiche Produktionsmenge auf weniger als einem Viertel dieser Fläche. Bioabfälle sind in dieser Rechnung nicht einmal berücksichtigt. So fallen in Deutschland jedes Jahr allein 40 Millionen Tonnen Stroh an. Die Menge reicht aus, um vier Millionen Tonnen SynFuel herzustellen, rund 14 Prozent des jährlichen Inlandsbedarfs.

Ludwig Leible, Projektleiter für Biokraftstoffe am Karlsruher KIT, sieht weitere Vorteile: „Mit Biosprit der zweiten Generation können wir unabhängiger vom Erdöl werden und die CO2-Emissionen im Straßenverkehr gemäß den Zielvorgaben der EU senken, ohne unsere Äcker zu Tankstellen zu machen.“ Er rechnet mit Produktionskosten pro Liter von etwa einem Euro gegenüber 60 Cent bei herkömmlichem Diesel. Allerdings nur, wenn Stroh und Holzabfälle mitverwertet werden.

Für den Betrieb der Choren-Anlage reichen Holzabfälle aus, die im Umkreis von rund 50 Kilometer anfallen. Künftige Großanlagen mit einer Kapazität von 200.000 Jahrestonnen müssen dagegen aus Plantagen versorgt werden. „Wir setzen auf schnell wachsende Hölzer wie Pappeln und Ahorn“, sagt Matthias Rudloff, Entwickler bei Choren. Diese robusten und anspruchslosen Bäume gedeihen auch ohne Dünger und Pestizide. Um eine einzige Anlage dieser Größenordnung zu versorgen, müssen 500 Quadratkilometer aufgeforstet werden. Die Fläche entspricht mehr als der Hälfte des Landkreises Freiberg oder einem Fünftel des Saarlands. Die anvisierten zehn großen Sigma-Anlagen, wie Choren die SynFuel-Fabriken der Zukunft nennt, benötigen demnach eine Plantagenfläche von insgesamt 5000 Quadratkilometer.

Ist Deutschland am Ende großflächig mit Monokulturen aus Pappeln und Ahorn zugepflastert? „So schlimm kommt es nicht“, wiegelt Rudloff ab. Es würden gerade einmal drei Prozent der heute landwirtschaftlich genutzten Fläche in Deutschland gebraucht, oder 65 Prozent der brachliegenden landwirtschaftlichen Nutzflächen, die das Bundeslandwirtschaftsministerium mit knapp 8000 Quadratkilometer angibt.

Weit problematischer ist der Verkehr, den jede Sigma-Anlage auslöst. Rund um die Uhr muss alle zehn Minuten ein Lastwagen eine Ladung Holz anliefern.

Um die Biomasse in Treibstoff umzuwandeln, ist zudem Strom und Wärme notwendig. Die benötigte Energie für Transport und Herstellung senkt den Gesamtwirkungsgrad der Anlagen nach Berechnungen des Wuppertal Instituts für Klima, Umwelt, Energie auf 37 bis 43 Prozent. Choren ist optimistisch, ihn auf bis zu 64 Prozent anheben zu können.

In Schwedt an der Oder soll ab 2009 für 800 Millionen Euro die erste 200 000-Tonnen-Anlage für synthetischen Diesel entstehen. Ob sie wirklich gebaut wird steht noch nicht fest. Die Freiberger hoffen auf eine Verlängerung der bis 2015 befristeten Steuerbefreiung für Biokraftstoffe der zweiten Generation. „Sonst ist die Anlage nicht zu refinanzieren“, befürchtet Rudloff.

Die Sachsen kalkulieren mit anfänglichen Produktionskosten von 100 Cent pro Liter. Damit lägen sie etwas über denen für heutigen Biodiesel und deutlich über denen für mineralischen Diesel. Der mittlerweile pensionierte Verfahrensentwickler und Choren-Gründer Bodo Wolf ist sicher, dass die Kosten noch drastisch reduziert werden können. Alternativ zu einer längeren Steuerbefreiung könnte Choren auch mit einer Beimischungspflicht für Biosprit der zweiten Generation leben. Rudloff: „Beides gibt uns Planungssicherheit.“

Um die Bundesregierung von einem der Schritte zu überzeugen, setzt der Manager auf das Klimaargument. Reines Syn-Fuel, so Rudloff, setze 90 Prozent weniger Klimagase frei und entlaste die Luft weitgehend von Rußpartikeln, wie sie Motoren ausstoßen, die mineralischen Diesel verbrauchen. „Wenn Deutschland seine Vorreiterrolle beim Klima behalten will, muss Berlin handeln.“ Die Technik der Sachsen hat weltweit Neugier geweckt. Anfragen gibt es aus Kanada, Schweden, Norwegen, Frankreich und den USA. Rudloff: „Die warten nur darauf, dass unsere Freiberger Anlage ihre Zuverlässigkeit beweist.“

So weit wäre Eckhard Dinjus, Leiter des Instituts für Technische Chemie am Forschungszentrum Karlsruhe mit dem  zweiten deutschen Vorzeigeprojekt für synthetisch hergestellten Biosprit, kurz Bioliq genannt, auch gerne. „Wir haben mindestens anderthalb Jahre verloren“, klagt der Professor. Der Grund: Das Freiberger Unternehmen Future Energy, das die zweite Stufe des Systems bauen sollte, durfte das nach der Übernahme durch Siemens im vergangenen Jahr nicht mehr.

Mit Lurgi haben die Karlsruher nach langem Suchen einen neuen Lieferanten für die Vergasungsanlage gefunden. Sie verarbeitet den sogenannten Slurry, eine erdölartige Masse, zu Benzin, Diesel und Kerosin. Slurry wird in einer bereits fertiggestellten Pyrolyseanlage aus Stroh hergestellt. Die Energiedichte des Slurry ist zwölfmal größer als die des Ausgangsmaterials Stroh. Derart veredelt lässt sich Biomasse über weite Entfernungen zu Großanlagen transportieren. Die Karlsruher erwarten von der dezentralen Herstellung und der zentralen Weiterverarbeitung in kostengünstig zu betreibenden Großanlagen deutliche Kostenvorteile. Die zweite Stufe der Pilotanlage soll jetzt nächstes Jahr in Betrieb gehen.

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