Lösungen für Konventionelle

von Thomas Gaul 

 

Zehn Prozent der Kraftstoffe sollen bis 2020 aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden, wie es die Erneuerbare-Energien-Richtlinie der EU vorschreibt. Die Diskussion über Elektromobilität ist im Moment allgegenwärtig. Doch bis tatsächlich Elektroautos in zahlenmäßig größerem Umfang über die Straßen rollen, dürfte bei allem Optimismus noch einige Zeit vergehen.

 

Auch der Bundesregierung ist bewusst, dass zum Erreichen ihrer klimapolitischen Ziele vor allem die konventionell angetriebenen Autos beitragen müssen, die derzeit im Bestand sind. Das stellte Clemens Neumann, Staatssekretär im Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV), auf einer Fachtagung in Berlin klar: „Bei einem Fahrzeugbestand von 41 Mio. wird der Verbrennungsmotor seine dominierende Stellung behalten.“

 

E 10 im Kommen

Von daher rücken Biokraftstoffe wieder stärker in den Blickpunkt. Sie sind die einzige Alternative zu fossilem Benzin und Diesel. Das zeigt auch eine aktuelle Analyse des Deutschen Biomasse-Forschungszentrums (DBFZ). Demnach müssen die Biokraftstoffe in Deutschland zwischen fünf und acht Prozentpunkte zum Ziel der EU beitragen, 10 % Erneuerbare Energien im Verkehrssektor zu haben. 2009 haben Biokraftstoffe in Deutschland 2,9 Mio. t Rohöl ersetzt und 5,5 % des Kraftstoffbedarfs gedeckt. Allerdings steigen die Anforderungen an den Biosprit hinsichtlich einer nachhaltigen Bereitstellung und Nutzung, aber auch mit Blick auf die Kraftstoffqualität, die mit den modernen Motoren kompatibel sein und einen effizienten Betrieb des Fahrzeugs gewährleisten muss.

 

Welche Rolle spielen Biokraftstoffe überhaupt noch in den Strategien der Hersteller? Die Verantwortlichen in der Automobilindustrie sehen gerade auf längeren Strecken noch Potenzial für biogene Treibstoffe. Solange die Reichweiten der Elektrofahrzeuge deutlich begrenzt sind, werden zumindest für längere Strecken weiterhin flüssige oder gasförmige Energieträger benötigt, die eine vergleichsweise höhere Energiedichte aufweisen. Der Beitrag der Elektrofahrzeuge zum Klimaziel der EU dürfte aus Sicht von Wissenschaft und Automobilherstellern sehr begrenzt sein.

 

„Wir suchen schrittweise nach Alternativen zum Erdöl“, beschreibt Dr. Jakob Seiler vom Verband der Automobilindustrie (VDA) die Strategie. Der eine Treibstoff schlechthin ist ohnehin nicht in Sicht, vielmehr wird es ein Fächer neuer Kraftstoffe sein.

Vor der Tür steht praktisch die Einführung des neuen Kraftstoffes E10. Dabei handelt es sich um Benzin, dem 10 % Ethanol beigemischt werden. Bereits vor zwei Jahren sollte E10 in Deutschland angeboten werden. Damals scheiterte das Vorhaben jedoch an Bedenken des Allgemeinen Deutschen Automobil-Clubs (ADAC) hinsichtlich der hohen Anzahl von Fahrzeugen, die nicht für E10 freigegeben sind. Um eine neue Diskussion um die Verträglichkeit dieses Kraftstoffes für die Motoren älterer Fahrzeuge zu vermeiden, wird es möglicherweise mit E3 einen weiteren neuen Biokraftstoff geben. Tankstellen, die zukünftig E10 anbieten, müssen außerdem auch E5-Benzin mit 5 % Bioethanol verkaufen. Damit ist sichergestellt, dass vor allem Altfahrzeuge ausländischer Hersteller weiterhin betankt werden können, die nicht für E10 freigegeben sind.

 

Zweite Generation stockt

Deutschland hat sich in den vergangenen Jahren zu einem „Dieselmarkt“ entwickelt: Der Kraftstoff für die Selbstzünder hat inzwischen einen Marktanteil von 56 %. Der Anteil von Biodiesel beträgt allerdings nur 4,2 %. Einige Automobilhersteller sehen die Entwicklung beim Diesel kritisch, weil es der erste fossile Treibstoff sein könnte, bei dem es zu einer Verknappung am Markt kommt. Und die Entwicklung bei den Biokraftstoffen läuft vor allem durch die relativ kurzkettigen Kohlenwasserstoffmoleküle eher in Richtung Ottokraftstoff als in Richtung Diesel. Für Biodiesel gibt es derzeit keine Zulassung in Fahrzeugen mit Dieselpartikelfilter.

Wenn Biodiesel in Fahrzeugen eingesetzt werden soll, die die künftige Abgasnorm „Euro 6“ erfüllen, muss seine chemische Struktur verändert werden. Ein Ansatz könnte die Pflanzenzüchtung sein, um die Siedelinie des Rapsöls herabzusetzen. Zugleich muss auch der Phosphor- und Metallgehalt unter die Werte der gültigen Biodiesel-Norm gesenkt werden, um die Abgasreinigung nicht zu zerstören. Weniger Probleme sind aufgrund des anderen Nutzungsprofils bei LKW zu erwarten. Björn Dietrich, geschäftsführender Wissenschaftler des Forschungsnetzwerkes Biogene Kraftstoffe in Straubing, geht davon aus, dass Biodiesel als Reinkraftstoff im Güterverkehr wieder stärker an Bedeutung gewinnt. Darauf deuten auch einige Neuheiten der LKW-Hersteller hin, die Ende September auf der IAA Nutzfahrzeuge vorgestellt wurden.

Schwerpunkt der Anstrengungen in Forschung und Entwicklung ist es, einen Biotreibstoff der sogenannten zweiten Generation aus Lignozellulose auf den Markt zu bringen. Dabei wird Biomasse mit Enzymen aufgeschlossen, um daraus Ethanol herzustellen. Allerdings sollte auch hierzulande längst BtL (Biomass-to-liquid) in industriellem Maßstab hergestellt werden. Im sächsischen Freiberg liegt die Firma Choren aber weit hinter ihrem eigenen Zeitplan zurück, einen neuartigen Biokraftstoff nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren zu produzieren. Ruhig geworden ist es auch um die kanadische Firma Iogen, die Stroh als Basis ihrer Biokraftstoff-Produktion verwenden wollte.

Auch Firmen aus den USA arbeiten an der Thematik, dabei werden sie durch die Steuergesetzgebung begünstigt, die bessere Rahmenbedingungen für Treibstoff aus Lignozellulose vorsieht. Hierzulande soll eine Demonstrationsanlage nach dem „sunliquid“-Verfahren 2011 in Straubing in Betrieb gehen. Dabei werden zellulosebasierte Pflanzenbestandteile, wie Stroh von Weizen oder Mais, mit biotechnologisch hergestellten Enzymen zunächst in Zuckerbestandteile umgewandelt, aus denen anschließend Bioethanol gewonnen wird. 

Der Grund, warum intensiv an der Verwendung von Biomasse aus Holzresten, Stroh und organischen Abfällen gearbeitet wird, ist die Verbesserung der Klimabilanz. Denn derzeit wird bei der geltenden Beimischquote von insgesamt 5,25 % der Energiegehalt des einzelnen Kraftstoffs zugrundegelegt. Ab 2015 muss die Mineralölwirtschaft die CO2-Minderung ausweisen, den der Einsatz der Biokraftstoffe im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen bringt. Betrachtet wird dabei die gesamte Produktionskette vom Feld bis zum Tank. Somit hängt es auch davon ab, mit wie viel Stickstoff der Landwirt den Raps düngt, aus dem später Biodiesel hergestellt wird.

Eine weitere Studie des DBFZ Leipzig zeigt anhand von Beispielrechnungen, wie sich die Produktionskette von Biodiesel aus Raps gegenüber den Standardwerten um 46 % verbessern lässt. Durch eine Optimierung der Düngung und die Umstellung des Schleppers auf Biodiesel konnten die Werte von 29 kg/GJ RME (Biodiesel) auf 21 kg verbessert werden. Weitere Verbesserungen ergaben sich durch die Umstellung der Energieträger bei der Prozesswärmeversorgung. „Unter technologieoffenen Rahmenbedingungen haben Biokraftstoffe sehr gute Voraussetzungen, im Wettbewerb um die kosteneffizienteste CO2-Vermeidung zu bestehen“, betont Klaus Picard.

 

Und Biogas?

Der Geschäftsführer des Mineralölwirtschaftsverbandes erwartet, dass Biokraftstoffproduzenten als CO2-Minderer betrachtet werden: „Künftig wird wichtig sein, wie wenig CO2 der Kraftstoff je Liter liefert.“ Über das CO2-Minderungspotenzial könnte auch das Problem der Flächenkonkurrenz gelöst werden, weil die CO2-Belastung durch eine indirekte Landnutzungsänderung angerechnet wird. Bei der Diskussion um das Biokraftstoff-Quotengesetz wird leicht vergessen, dass es hier nicht nur um flüssige Energieträger geht. Dabei ist Biomethan in das Quotengesetz einbezogen, steht heute ausreichend zur Verfügung und könnte in den vorhandenen Erdgasfahrzeugen ohne technische Umrüstung getankt werden.

 

Doch taugt das aufbereitete Biogas als Hoffnungsträger für eine saubere Autozukunft? Immerhin waren Anfang des Jahres knapp 70.000 PKW mit Erdgasantrieb zugelassen, die theoretisch auch Biomethan tanken könnten. Im Vergleich zum Vorjahr ist das ein Plus von 12,8 %. Gefördert wird der Trend noch durch die Steuervorteile, die allerdings 2018 auslaufen. Hinzu kommt, dass die Modellpalette bei Erdgasfahrzeugen Lücken aufweist und manche Hersteller gar keine Fahrzeuge mit diesem alternativen Antrieb mehr anbieten.