Im Rahmen einer von der damaligen DaimlerChrysler AG, Stuttgart, durchgeführten Lebenszyklusanalyse zeigte biogener Kraftstoff in Form des von DaimlerChrysler lizenzierten synthetischen BTL-Erzeugnisses „Biotrol“ gegenüber konventionellen Dieselkraftstoffen aus fossilen Energieträgern ein signifikantes Reduktionspotenzial einiger bedeutender Umweltaspekte, die Ansatzpunkte für eine ökologische Verfahrens- bzw. Produktbewertung liefern können. Im einzelnen wurde dabei das Potenzial zur Erwärmung der Erdatmosphäre (engl.: Global Warming Potential, GWP), die photochemische Ozonbildung (engl.: Photochemical Ozone Creation Potential, POCP), das Eutrophikationspotenzial (engl.: Eutrophication Potential, EP) sowie das Versäuerungspotenzial (engl.: Acidification Potential, AP) dieses BTL-Kraftstoffs untersucht. Weiterlesen
Biogene Kraftstoffe der ersten und zweiten Generation
In den letzten Jahren hat vor allem die Nutzung synthetischer und biogener Kraftstoffe als Benzinersatz bzw. Zusatz in Kraftfahrzeugen an Bedeutung gewonnen, um sowohl den Benzinbedarf als auch die damit einhergehende Umweltbelastung zu reduzieren. Mit der Zuordnung der beiden Kraftstoffprozessgruppen zu unterschiedlichen Generationen im vorangegangenen Artikel „Die wesentlichen synthetischen und konventionellen biogenen Kraftstoffherstellungsprozesse“ wird Bezug auf die Darstellung „Globaler Energieverbrauch bis zum Jahr 2060“ im Beitrag „Globaler und nationaler Energiebedarf“ genommen, die den weltweiten Energiebedarf bis zum Jahr 2060 prognostiziert und die erneuerbare Bioenergie in die beiden Bereiche der „traditionellen“ und der „neuen“ Biomasse differenziert. In diesem Kontext gehören die in der Tabelle „Synthetische und konventionelle biogene Kraftstoffherstellungsprozesse“ aufgeführten konventionellen Biokraftstoffe der Gruppe der traditionellen Biomasse und somit der ersten Generation an, während die synthetischen BTL-Kraftstoffe der Gruppe der „neuen“ Biomasse und somit der zweiten Kraftstoffgeneration zuzuordnen sind. Weiterlesen
Die wesentlichen synthetischen und konventionellen biogenen Kraftstoffherstellungsprozesse
Eine Vielzahl von industriellen Forschungsvorhaben in der Automobilindustrie beschäftigt sich derzeit intensiv mit dem relativ komplexen thermochemischen Vorgang zur Gewinnung synthetischer Flüssigkraftstoffe aus Biomasse über das Verfahren eines sogenannten Biomass-To-Liquid- (BTL-)Konzepts. In diesem Zusammenhang können zwei weitere Prozessarten zur Herstellung von organischen Synthesekraftstoffen angeführt werden. Dabei handelt es sich zum einen um das erdgasbasierte Gas-To-Liquid- (GTL-)Verfahren sowie zum anderen um das kohleverarbeitende Coal-To-Liquid- (CTL-)Konzept. Weiterlesen
Prognosen zum Biomasse- und BTL-Kraftstoffertrag
Hinsichtlich des theoretischen Nutzungspotenzials von Biomasse beträgt die derzeitige Weltgesamtproduktion an erntbarer Biomasse ungefähr 50 Gtoe/a (vgl. Artikel „Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung I“), wovon ca. 30 Gtoe/a auf den fruchtbaren, flächenmäßig ungefähr zwei Drittel ausmachenden Anteil an der kumulierten nutzbaren Erdlandfläche (insg. ~ 149 Mio. km²) entfallen, was einer mittleren Produktivität von rund einem Kilogramm lufttrockener Biomasse pro Quadratmeter und Jahr entspricht. Etwa 70% und damit ungefähr 21 Gtoe/a der erntbaren Landbiomasse werden bei einem Holzernteanteil von rund einem Viertel durch Waldgebiete zur Verfügung gestellt, wobei über 50% dieses Gebietes auf die Flächen des tropischen Regenwaldes entfallen. Im Gegensatz dazu beträgt der jährliche Holzzuwachs insgesamt ca. 5 Gtoe, wovon ungefähr 1 Gtoe/a als hochwertiges Industrieholz und etwa 2 Gtoe pro Jahr als Brennholz erntbar sind respektive zum konventionellen Gebrauch verwendet werden können. Weiterlesen
Generelle Anmerkungen zur Biomassenutzung
Ausgehend von den Überlegungen in den vorstehenden Artikeln („Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung I“ und Teil II) sollte insofern eine technisch und ökonomisch machbare Verwertung des energetisch nutzbaren Anteils der insgesamt anfallenden Biomasse als einzigem erneuerbarem Kohlenstofflieferanten sowie als speicherbarem organischem Chemie- und Energierohstoff statt des bisher zumeist praktizierten Unterpflügens oder Verbrennens auf Feldern anvisiert werden. Zum Zwecke einer Ausweitung der derzeitigen Biomassenutzung ist jedoch auch die Erschließung und Verarbeitung bisher wenig genutzter, technisch schwieriger beherrschbarer aschereicher Restbiomasse aus Land- und Forstwirtschaft durch neue Verfahren erforderlich. Weiterlesen
Biomassepotenzial zur energetischen Nutzung II
Die weltweite Getreideproduktion an Reis, Weizen, Mais und Gerste, die zusammen ungefähr 90% der Feldfruchterträge repräsentieren, kann mit etwa einem Kilogramm pro Einwohner und Tag und – bei einem mittleren Verhältnis zwischen Korn und Stroh von ca. 1 : 1 – ebenfalls rund einem Kilogramm Stroh je Einwohner und Tag beziffert werden. Dies kommt einer Gesamtmenge von jeweils ungefähr 2,1 Gt/a (~ 0,7 Gtoe/a) Stroh- bzw. Kornerträgen gleich, die auf etwa der Hälfte der globalen Ackerlandfläche angebaut wurde. Davon wiederum stellt rund die Hälfte in der Landwirtschaft zur Anwendung kommende Biomasse wie beispielsweise Streu, Raufutter oder Humusbildner dar, während der Rest in Form von ca. 0,5 kg Überschussstroh / (E · d) (~ 0,35 Gtoe/a) als bislang weitgehend ungenutzter Energierohstoff bei verhältnismäßig geringem Erfassungsaufwand zur Verfügung steht. Weiterlesen