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Biotreibstoffe – besser als ihr Ruf

10.04.2012 von

Biotreibstoffe werden in der Schweizer Medienlandschaft kontrovers und oft mit Betonung auf den möglichen negativen Aspekten diskutiert. Doch es gibt auch «gute» Biotreibstoffe. 

Es braucht alternative flüssige Treibstoffe

Das heutige Transportwesen ist praktisch komplett abhängig von Erdöl und trägt global 23% zu den klimaschädlichen fossilen CO₂-Emissionen bei¹. Ausserdem ist Öl eine endliche Ressource. Aus diesen Gründen brauchen wir möglichst bald alternative und umweltfreundliche Energieträger.

Während ein beträchtlicher Teil des Kurzstrecken-Individualverkehrs in Zukunft elektrifiziert werden kann, wird auf absehbare Zeit für den Schwer- und Luftverkehr ein flüssiger Treibstoff notwendig bleiben. Biotreibstoffe – Treibstoffe auf der Basis von Pflanzenmaterial – werden mittelfristig die einzige Alternative zu fossilem Öl in Bezug auf Kosten und Verfügbarkeit sein². Welches sind aber die «guten» Biotreibstoffe? Schliesslich gibt es eine Vielzahl von Treibstoffen aus erneuerbaren Rohstoffen – nicht nur DEN Biotreibstoff.

Biotreibstoff ist nicht gleich Biotreibstoff

Für eine Bewertung der verschiedenen Biotreibstoffe ist wichtig, dass der jeweils gesamte Herstellungszyklus analysiert wird, was im anfänglichen Enthusiasmus für Biotreibstoffe zu wenig beachtet wurde. Biodiesel aus Palmöl, welches von Plantagen auf extra dafür abgeholzten Regenwaldflächen stammt, ist beispielsweise sicher nicht umweltverträglich. Hingegen weist Bioethanol auf Basis von Holzabfällen eine hervorragende Ökobilanz auf³. Mittlerweile hat die Politik erkannt, dass verschiedene Biotreibstoffe verschiedene Vor- oder Nachteile haben und explizite Nachhaltigkeitskriterien festgelegt, damit Biotreibstoffe steuerbefreit sind (Schweiz) beziehungsweise den verbindlichen Beimischungsquoten angerechnet werden (EU und USA). Die Energie- und Treibhausgasbilanz eines Biotreibstoffes wird massgeblich von der verwendeten Biomasse bestimmt. Generell schneiden Abfallbiomassen (z.B. Waldrestholz, Stroh) gut ab, gefolgt von mehrjährigen Energiepflanzen, welche mit wenig Input einen hohen Biomasseertrag auf marginalen oder ungenutzten Flächen erbringen. Zudem konkurrenzieren diese Rohstoffe nicht die Lebens- und Futtermittelproduktion.

Biotreibstoffe können auch in der Schweiz produziert werden

In der Schweiz ist Waldrestholz eine vielversprechende Rohstoffquelle für Biotreibstoffe, denn rund 50% der nachhaltig nutzbaren Holzmenge bleiben zur Zeit im Wald zurück – das sind jährlich rund 2 Millionen Kubikmeter Holz4. Daraus liessen sich zum Beispiel 0.5 Millionen Tonnen Ethanol herstellen. Das entspräche immerhin der Energie von 11% des jährlich in der Schweiz verbrauchten Benzins oder einem Beitrag von 37% zu den laut Kyoto-Protokoll zu senkenden CO₂-Emissionen – und dies wäre erst noch ein Beitrag im Inland! Zudem stellt eine einheimische Biotreibstoffproduktion eine Chance für die Diversifizierung der Schweizer Forst- und Landwirtschaft dar.

Senkung der Herstellungskosten ist notwendig

Die Vorteile der Biotreibstoffe der 2. Generation (Rohstoff: Lignozellulose) kommen allerdings nur dann zum Tragen, wenn die Biotreibstoffe wirtschaftlich produziert werden können und für den Endverbraucher eine billigere Alternative zu fossilen Treibstoffen oder zu Biotreibstoffen der 1. Generation (Rohstoff: Stärke, Zucker) darstellen. Dementsprechend formuliert die Schweizerische Energieforschungskommission CORE in ihrem Energieforschungskonzept unter anderem das Ziel, die «Mobilität der Zukunft» zu entkarbonisieren, indem die Herstellungskosten für Ethanol aus Lignozellulose gesenkt werden5. Auch wir arbeiten in unserem Labor daran, und entwickeln ein biotechnologisches Verfahren, in dem ein Konsortium von industrieerprobten Mikroorganismen die direkte Umsetzung der Lignozellulose zu Ethanol in einem einzigen Reaktor ermöglicht.

Lesetipp

Mehr zur Forschung und Arbeit von Dr. Michael Studer und Dr. Simone Brethauer im ETH Globe Nr.2/2011 (ab Seite 25) >pdf

Literaturhinweise

¹ http://www.iea.org/co2highlights/co2highlights.pdf

² Ragauskas AJ, et al. (2006) The path forward for biofuels and biomaterials. Science 311 (5760):484-489.

³ Zah R, et al. (2010) Future perspectives of 2nd generation biofuels (vdf Hochschulverlag, Zürich).

4 Pauli B, et al. (2009) Holz als Rohstoff und Energieträger – Dynamisches Holzmarktmodell und Zukunftsszenarien. (Schweizerische Eidgenossenschaft)

5 Konzept der Energieforschung des Bundes 2013-2016 (Entwurf), Eidgenössische Energieforschungskommission CORE, UVEK (Schweizerische Eidgenossenschaft)

Zu den Autoren

Diesen Blogbeitrag hat Dr. Michael Studer gemeinsam geschrieben mit Dr. Simone Brethauer. Beide sind wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für Verfahrenstechnik der ETH Zürich und forschen im Rahmen von «SNF ambizione» im Gebiet der fermentativen Produktion von Chemikalien aus Stroh und Holz.





Kommentare (3) >Alle Kommentare aufklappen>Alle Kommentare zuklappen

Was fuer ein Kommentar aus dem Elfenbeinturm.

(Martin, ich stimme dir zu, fuer die Zukunft und fuer immer..!
Je eher wir das akzeptieren desto besser)

Aber wir sollten uns nichts vormachen.

a) Biomasse in Treibstoff ist nichts anderes als
umgewandelte Sonnenenergie.
b) In der Natur (Wald) gibt es eigentlich keinen Abfall.
Alles wird „kompostiert“ und als Nahrung fuer andere
Lebewesen genutzt.

c) Wer in einem Land wie der Schweiz, 50% der Nahrungsmittel
(eine wichtige Energie zum Leben!) werden importiert,
Biotreibstoffe statt nachhaltiger Landwirtschaft propagiert
sollte sich schaemen.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 3

Sehr geehrter Herr Dr. Michael Studer,
Heutige Biotreibstoffe sind „schlecht“ für die Armen und „gute“ Biotreibstoffe sind entweder in zu kleiner Menge vorhanden (Holzabfälle) oder noch nicht rentabel. Lignozellulose zu Ethanol verarbeiten ist heute nicht konkurrenzfähig.

Noch besser als Lignozellulose wären Algen als Ausgangsstoff für Öle anstatt für Alkohol. Diese von Algen hergestellten Öle unterscheiden sich kaum von normalen Benzin- und Dieselbestandteilen. Leider ist auch algenbasierter Treibstoff noch nicht konkurrenzfähig.

Am radikalsten wäre die Erzeugung von neuen Mikroorganismen, die direkt Benzin/Diesel oder ihre Komponenten herstellen. Joule Bioenergies behauptet, solche Mikroorganismen bereits hergestellt zu haben und bereitet momentan Demo-Anlagen vor.

Es gilt also (vielleicht) der Spruch: Biotreibstoffe sind die Zukunft und werden es immer bleiben. Ausser wir haben Glück und die Behauptungen einiger Firmen (wie Joule Unlimited) und Personen (wie Bill Gates, der die Algenfirma Sapphire Energy unterstützt) stimmen und wir stehen unmittelbar vor der erfolgreichen Einführung radikal neuer Biotreibstoffe.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 1 Daumen runter 1

„Das heutige Transportwesen ist praktisch komplett abhängig von Erdöl und trägt global 23% zu den klimaschädlichen fossilen CO₂-Emissionen bei. Ausserdem ist Öl eine endliche Ressource“

Eines wird hier vergessen: Das Transportwesen kann so schnell auf Erdgas umstellen, so schnell können Sie gar nicht schauen. Die Kosten dafür sind nicht wirklich hoch.

Die Kosten für Ihre 100’000 benötigten Bioreaktoren zur Ethanolgewinnung werden aber unbezahlbar sein. Und nur wenn wir viel Glück haben, wird dabei mehr Ethanol gewonnen als der Bioreaktor für seinen Betrieb benötigt.

Ich bin gleicher bzw. anderer Meinung: Daumen hoch 2 Daumen runter 2

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