Die EU drängt auf Beendigung der Förderung für Biokraftstoffe der 1.Generation. Das sind Biodiesel, in Deutschland in aller Regel aus Raps hergestellt, oder Bioethanol, der aus Zuckerrüben oder Getreide gewonnen wird.
Abgelöst werden sollen sie von Biokraftstoffen der 2. Generation. Hier eine Übersicht, die den Definitionen folgt, die die Bundesregierung in einer aktuellen Unterrichtung des Bundestages zur Lage der Biokraftstoffe verwendet.
Hydriertes Pflanzenöl
Unter hydriertem Pflanzenöl (HVO) versteht man Pflanzenöl, das in einer Hydrierungsanlage durch eine chemische Reaktion mit Wasserstoff in Kohlenwasserstoffketten umgewandelt wird. Eine Produktion dieses Biokraftstoffs findet in der Bundesrepublik Deutschland nicht statt. Gleichwohl wird im Ausland hergestelltes hydriertes Pflanzenöl in zunehmenden Umfang als Beimischungskomponenten auch in der Bundesrepublik Deutschland in den Verkehr gebracht. Anders als bei Biodiesel kann die für Dieselkraftstoff nach der 10. BImSchV vorgeschriebene Kraftstoffnorm (DIN EN 590, Ausgabe April 2014) auch mit einem höheren Beimischungsanteil an hydriertem Pflanzenöl (mehr als 7 Volumenprozent) erfüllt werden, sofern die Anforderungen der Norm weiterhin eingehalten werden. In Reinkraftstoffform ist hydriertes Pflanzenöl nach der Verordnung über die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualitäten von Kraft- und Brennstoffen dagegen nicht verkehrsfähig.
Biogas und Biomethan
Biogas entsteht als methanreiches Gas aus der Vergärung von Biomasse. Es kann nach einer Aufbereitung zu Biomethan in Verkehr gebracht werden, sofern es den Anforderungen der Kraftstoffnorm DIN 51624, Ausgabe Februar 2008, entspricht, und in Fahrzeugen mit erdgastauglichen Motoren eingesetzt werden. In der Bundesrepublik Deutschland sind zum 1. Januar 2016 97.879 Erdgasfahrzeuge angemeldet. An über 900 Tankstellen kann deutschlandweit Erdgas und somit auch Biomethan getankt werden. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Markt für Biomethan als Kraftstoff weiter wachsen wird. Insbesondere flüssiges Erdgas (LNG) soll im Bereich der Nutzfahrzeuge in Zukunft einen erheblichen Beitrag zur Treibhausgasminderung leisten. Künftig könnten auch Power-to-Gas (PtG) Anlagen bei der Versorgung mit Erdgas eine Rolle spielen, in denen unter Verwendung von Überschussstrom aus erneuerbaren Energiequellen Methan produziert wird.
Pflanzenölkraftstoff
Pflanzenölkraftstoff kann aus Raps oder anderen Ölpflanzen oder Ölsaaten gewonnen werden, wobei keine chemische Umwandlung wie beim Biodiesel erfolgt. Als Kraftstoff kommt vor allem Rapsöl sowie andere Öle oder Fette in Frage, die den Anforderungen der für Pflanzenölkraftstoffe nach der 10. BImSchV vorgeschriebenen Kraftstoffnormen (DIN 51605, Ausgabe September 2010 – Rapsöl – oder der DIN SPEC 51623, Ausgabe Juni 2012 – alle Saaten –) entsprechen. Nur diese Kraftstoffe können steuerlich begünstigt und auf die Treibhausgasquote angerechnet werden.
In der Bundesrepublik Deutschland kann Pflanzenölkraftstoff nur als Reinkraftstoff eingesetzt werden. Beimischungen zu fossilem Dieselkraftstoff sind im Rahmen der für Dieselkraftstoff nach der 10. BImSchV vorgeschriebenen Kraftstoffnorm (DIN EN 590, Ausgabe April 2014) nicht zugelassen. Pflanzenölkraftstoff ist auf dem Markt nur noch in sehr geringen Mengen vorhanden. Die Produktion der in der Bundesrepublik Deutschland ansässigen Pflanzenölmühlen ist mittlerweile in erster Linie auf andere Bereiche als den Pflanzenölkraftstoffmarkt ausgerichtet, insbesondere den Speise- und Futterölbereich. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, Pflanzenöl für die Biodieselproduktion herzustellen. Nach Brancheninformationen waren im Jahr 2015 weniger als 300 dezentrale Ölmühlen existent, die derzeit in Betrieb (nur wenige mit dem Schwerpunkt Kraftstoffproduktion) sind.
Biomethanol
Methanol kann wie BtL-Kraftstoff über Synthesegas aus einer breiten Biomassepalette hergestellt werden. Daneben kann Methanol auch durch Umwandlung von Rohglyzerin hergestellt werden. Die Nutzung von reinem Methanol bedarf aber angepasster Verbrennungsmotoren. Dabei weist Methanol gegenüber Ethanol eine Reihe von Nachteilen auf, z. B. geringer Brennwert sowie eingeschränkte Material- und Schmierstoffverträglichkeit. Der Ersatz des fossilen Methanolanteils in Biodiesel durch Biomethanol ist unter den derzeitigen Rahmenbedingungen weder technisch noch wirtschaftlich umsetzbar. Möglich ist die Weiterverarbeitung von Biomethanol zu Bio-MTBE, das dem Ottokraftstoff beigemischt werden kann.
Biobutanol
Der Einsatz von Butanol als Kraftstoff oder in Kraftstoffmischungen wird schon seit geraumer Zeit diskutiert. Dabei gibt es prinzipiell zwei Wege. Einerseits die Verwendung in Form von Pflanzenölbutylester und andererseits die Nutzung von Butanol in Kraftstoffmischungen. Aktuell in der Entwicklung ist zudem die Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Biobutanol. Der Entwicklungsstand neuer Biobutanolproduktionsverfahren ist mittlerweile fortgeschritten. Demonstrations-anlagen wurden im Ausland in Betrieb genommen.
Die Energie- und Ökobilanzen sind aufgrund des ähnlichen Verfahrens kaum von denen der Bioethanolherstellung zu unterscheiden. Butanol ist als Kraftstoff-Blendkomponente zudem besser geeignet als Ethanol und kann in höherer Konzentration beigemischt werden.
Zellulose-Ethanol
Die herkömmlichen Verfahren der Bioethanolerzeugung ließen aufgrund der chemischen Zusammensetzung keine Verwertung von lignozellulosehaltiger Biomasse zu. Die Hauptbestandteile dieser Biomasse sind Zellulose, Hemizellulose und Lignin. Hier sind in den letzten Jahren enorme Fortschritte festzustellen. Grundsätzlich steht die Technologie für Zellulose-Ethanol bereit, es wurden bereits erste Anlagen in Betrieb genommen. Gegenüber Bioethanol aus Stärke weist Zellulose-Ethanol Vorteile bei der Kohlendioxid-Bilanz auf. Darüber hinaus können Reststoffe genutzt werden, wodurch eine direkte sowie indirekte Konkurrenz bei Flächen für die Nahrungs- und Futtermittelproduktion vermieden wird.
Wasserstoff
Die Wasserstoffnutzung in Brennstoffzellen wird langfristig als viel versprechende Option eingeschätzt. Der Weg dorthin ist allerdings aufwendig, da sowohl neue Antriebstechnologien als auch hohe Investitionen in Anlagen zur Wasserstoffherstellung und ein neues Verteilungssystem erforderlich sind. Die Gewinnung aus Biomasse ist dabei eine Möglichkeit der Wasserstoffherstellung. Die Integration dieser Technik bleibt jedoch noch abzuwarten. Ähnlich wie Methan kann auch Wasserstoff in PtG-Anlagen gewonnen werden.
Flüssige Kohlenwasserstoffe
Mittel- und langkettige Kohlenwasserstoffe aus Biomasse sind aussichtsreiche Optionen für die Substitution von fossilen Otto- und Dieselkraftstoffen. Da diese direkt in Motoren eingesetzt werden können und kompatibel mit der bestehenden Kraftstoffinfrastruktur sind, ist deren Produktion auf Basis nachwachsender Rohstoffe ein attraktives Ziel für die Mineralöl- und Automobilindustrie.
BtL-Kraftstoff
Als Biomass-to-Liquid (BtL)-Kraftstoffe werden flüssige Kohlenwasserstoffe für den Transportbereich bezeichnet, die über die thermochemische Vergasung von Biomasse zu Synthesegas und anschließende Kohlenwasserstoffsynthese erzeugt werden. Dieser Herstellungsweg zeichnet sich durch hohe Flexibilität aus: Neben – eher kurzkettige Kohlenwasserstoffe enthaltenden – Ottokraftstoffkomponenten können bei entsprechender
Verfahrensführung auch Kerosin oder Mitteldestillate wie Dieselkraftstoff erzeugt werden. Der Einsatz von BtL-Kraftstoffen ist in heutigen Otto- oder Dieselmotoren möglich, eine Verteilung über die vorhandene Versorgungsinfrastruktur kann ohne Probleme erfolgen. BtL-basierte Otto- oder Dieselkraftstoffe zeichnen sich durch ein günstigeres Emissionsverhalten als fossilbasierte Kraftstoffe aus, da BtL-basierte Kraftstoffe schwefelfrei sind und arm an aromatischen Verbindungen. Eine Anpassung der BtL-Erzeugungsverfahren an sich ändernde Kraftstoffstandards, die möglicherweise bei der Einführung neuer Verbrennungsverfahren in zukünftigen Motorengenerationen notwendig werden kann, ist technisch machbar.
In Deutschland konnte bislang keine BtL-Produktion etabliert werden. Zwar wurde in Freiberg/Sachsen mit der Errichtung einer Demonstrationsanlage für eine Jahresproduktion von 15.000 t/a begonnen; nach der Insolvenz des realisierenden Unternehmens Choren im Jahre 2011 und dessen zwischenzeitlicher Zerschlagung ist mit einer Inbetriebnahme in naher Zukunft jedoch nicht zu rechnen.
In Skandinavien ist die Entwicklung weiter fortgeschritten, dort wurden erste Anlagen auf Basis von Schwarzlauge, einem Nebenprodukt der Zellstoff- und Papierproduktion, in Betrieb genommen, um insbesondere Kraftstoff zum Antrieb von LKWs zu produzieren. BtL-Kraftstoffe könnten mittel- und langfristig eine große Marktbedeutung erlangen. Das sich abzeichnende Potenzial von BtL-Kraftstoffen ist deutlich höher als das von Biodiesel und Ethanol auf Basis von Getreide oder Zucker. Die BtL-Produktion kann auf Basis jeder festen Biomasse erfolgen, ein Umstand, der insbesondere der Nutzung von Rest- und Koppelprodukten oder von Energiepflanzen entgegenkommt. Bei der Ganzpflanzennutzung sind deutlich höhere Erträge pro Hektar möglich als beispielsweise bei der Rapsproduktion.
Biotechnologisch erzeugte Kohlenwasserstoffe
Zur Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen unter Einsatz von biotechnologischen Verfahren werden in der Forschung und Entwicklung derzeit zwei Lösungsansätze verfolgt. Bei der indirekten Erzeugung findet eine Kombination von biotechnologischer Herstellung einfacher Verbindungen (z. B. von Alkoholen) als Intermediate mit einer anschließenden chemisch-katalytischen Konversion zum Endprodukt statt. Vorteil hierbei sind die meist schon relativ hohen Ausbeuten und Produktivitäten der Zwischenprodukte sowie die bereits etablierte Folgechemie.
Einen alternativen Lösungsansatz dazu stellt die direkte Herstellung geeigneter Kohlenwasserstoffe durch Mikroorganismen dar. Dieses Verfahren hat gegenüber der indirekten Produktion den Vorteil, dass die Notwendigkeit für die kosten- und energieintensiven chemischen Konversionsverfahren entfallen würde. Demonstrationslagen, in denen modifizierte Mikroorganismen Isobuten, einen Grundstoff zur Herstellung vieler Kraftstoffe und anderer Industrieprodukte, herstellen, wurden kürzlich in Betrieb genommen.
Am kommenden Montag gibt es eine Bewertung zur erwähnten Unterrichtung der Bundesregierung zur Lage der Biokraftstoffe und insbesondere zu deren steuerlichen Bewertung, die hier schon teils angedeutet ist.
Über die aktuellen Möglichkeiten von Power to Gas schreiben die Energieblogger-Kollegen Max Fuhrmann und Christian Sperling von nextkraftwerke hier.
EIN INTERRESSANTES THEMA; AUS ABFALL KRAFTSTOFF MACHEN!LÄSST SICH DARÜBER MEHR IN ERFAHRUNG BRINGEN ?PER NEWSLETTER ;ODER SO ?
für den Fall am besten den RSS-Feed vom VDB abonnieren: http://www.biokraftstoffverband.de/vdb-news.xml
da ist immer mal was dabei. Als Hersteller ist Neste ganz weit vorn, hier evtl. der Twitter-Account https://twitter.com/nestecorp