Biokraftstoffe - Teller oder Tank?


Seminararbeit, 2007

21 Seiten, Note: 2,0

Jennifer Panhans (Autor)


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Biokraftstoffe – Anwendungsbereiche, Typen, Produktion
2.1. Biodiesel
2.2. Pflanzenöl
2.3. Bioethanol
2.4. Biokraftstoffe zweiter Generation

3. positive Aspekte und Chancen für die Biokraftstoffproduktion
3.1. Endlichkeit fossiler Rohstoffe
3.2. Beitrag zum Klimaschutz
3.3. Beitrag zur Stärkung ländlicher Strukturen

4. Risiken und Kritik an der Biokraftstoffproduktion
4.1. Ressourcenknappheit
4.2. Waldrodung
4.3. Bodenerosion
4.4. Rückgang biologischer Vielfalt
4.5. Auswirkung auf Lebensmittelpreise

5. persönliche Stellungnahme

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 1: Entwicklung der Erdölfunde zwischen 1920 und 2005

Abb. 2: Wassernutzung nach Staatengruppen

Abb. 3: Entwicklung wichtiger Agrargüterpreise zwischen 1900 und 1990

Abb. 4: Entwicklung des Kornexports zwischen 1960 und 2009

1. Einleitung

Eröl bewegte die Welt im 20 Jahrhundert. Zu Beginn des 21 Jahrhunderts kommt diese Entwicklung zum Stillstand. Die Endlichkeit fossiler Rohstoffe bei gleichzeitig steigender Nachfrage und der Klimawandel, ausgelöst durch die Umweltverschmutzung, machen eines deutlich: Die Welt wächst weiter zusammen und braucht dafür Mobilität. Wenn wir diese Entwicklung weiterhin sichern wollen, müssen wir uns nach erneuerbaren und umweltfreundlichen Alternativen umsehen.

Sonnenenergie, Windenergie und Bioenergie, insbesondere Biokraftstoffe, sichern die Mobilität der Zukunft. Sie vermeiden weitere Treibhausgasemission, reduzieren die Abhängigkeiten von Erdöl fördernden Ländern, stärken ländlichen Strukturen und versprechen Gewinne in Land- und Forstwirtschaft.

Gegner sehen in alternativen Kraftstoffen einen der Gründe für die Verknappung von Wasser und Boden, Regenwaldrodungen zum Anbau von Energiepflanzen-Plantagen und damit verbundene Bodenerosion. Da eine große Menge an Ölpflanzen und Getreide zur Biokraftstoffproduktion benötigt werden, liegt auch die Anschuldigung für steigende Lebensmittelpreise verantwortlich zu sein nahe.

Ziel dieser Arbeit ist es, Vor- und Nachteile der Biokraftstoffproduktion aufzuzeigen und auf die Frage einzugehen, wie stark der Einfluss der alternativen Kraftstoffe auf die Lebensmittelpreise ist.

Der erste Abschnitt beschäftigt sich mit den meistverbreiteten Biokraftstoffarten: Biodiesel, Pflanzenöl und Bioethanol, deren Herstellung und Anwendungsmöglichkeiten. Außerdem werden die Unterschiede zwischen alternativen Kraftstoffen erster Generation und zweiter Generation erläutert.

Im zweiten Abschnitt werden Vorteile und Gründe analysiert die für die Produktion und den Einsatz alternativer Kraftstoffe sprechen. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die Endlichkeit fossiler Brennstoffe, die Verminderung der Kohlendioxid-Emission und den Strukturwandel im ländlichen Raum gelegt.

Im darauf folgenden Abschnitt werden Nachteile und Kritik der Biokraftstoffe aufgezeigt,

die Reduzierung der biologischen Vielfalt ausgelöst durch Waldrodung und Bodenerosion und der hohe Ressourcenverbrauch. Im Mittelpunkt steht dabei der Einfluss auf die Nahrungsmittelpreise. Eine persönliche Stellungnahme folgt im vierten Abschnitt.

2. Biokraftstoffe – Anwendungsbereiche, Typen, Produktion

2.1. Biodiesel

Zu den Biokraftstoffen erster Generation zählen Biodiesel, Pflanzenöl und Bioethanol.

Biodiesel wird aus tierischen Fetten oder Pflanzenölen hergestellt und mit, hauptsächlich aus Erdgas gewonnenem, Methanol zusammengeführt - wonach eine Veresterung stattfindet. Ester bildet sich unter Wasserabspaltung aus der Reaktion von organischen Säuren und Alkohol. Nebenprodukt dabei ist Glycerin, was in der Chemieindustrie, der Medizin und Ernährung Verwendung findet und zusätzlich Rapsschrot, welches als Tierfutter in der Landwirtschaft weiterverwendet wird.

Nachteilig wirken sich jedoch die kurze Haltbarkeit des Kraftstoffs und der Mehrverbrauch auf die Bewertung aus. In der europäischen Union wird Biodiesel zu 5 Prozent in Privatkraftfahrzeugen und zu 30 Prozent in Flottenfahrzeugen (zum Beispiel Stadtbussen) den Treibstoff beigemischt.[1]

2.2. Pflanzenöl

Wie Biodiesel kann auch Pflanzenöl aus Raps oder anderen Ölpflanzen gewonnen werden, wobei meist die Samen Verwendung finden. Im Unterschied zu Biodiesel können Pflanzenöle ohne chemische Zusätze durch Kaltpressung und Filterung aus Ölsaaten hergestellt werden. Jedoch ist die Verwendung von Pflanzenöl zur Ersetzung von Dieselkraftstoff teuer und aufwendig, da Motoren derzeit speziell dafür umgerüstet werden müssen. Genauso ist die notwendige Qualität des Kraftstoffs noch nicht sicher.

2.3. Bioethanol

Auch Bioethanol, welches durch mikrobiologische Vergärung von zucker- oder stärkehaltigen Pflanzen wie Getreide, Kartoffeln, Mais, Zuckerrohr und Zuckerrüben gewonnen werden kann, ist als alternativer Treibstoff nutzbar. Zur Vergärung verwendet man Hefepilze, die Zucker in Ethanol umsetzen. Gewöhnlich wird es in Deutschland zu 5 Prozent dem herkömmlichen Benzin beigemischt. Doch bisher besteht für den Privatverbraucher durch erhöhten Verschleiß ihres Kraftfahrzeugmotors nur geringe Wirtschaftlichkeit.

Bis heute stehen mit Biodiesel, Pflanzenöl und Bioethanol dem Markt ausschließlich Biokraftstoffe der ersten Generation zur Verfügung.

2.4. Biokraftstoffe zweiter Generation

Durch Forschung und Entwicklung an noch nicht markteingeführten Kraftstoffen wie an synthetische Biokraftstoffen und Bioethanol aus Zellulose sollen Schwächen und Nachteile der alternativen Kraftstoffe erster Generation abgeschwächt und behoben werden.

Während zur Herstellung der Biokraftstoffe erster Generation oft nur einzelne Pflanzenteile (zum Beispiel Früchte der Raps- und Maispflanze) verwendet wurden, geht man nun einen Schritt weiter und bezieht Ganzteile der Pflanzen in die Produktion ein.

Bei der Herstellung synthetischer Biokraftstoffe – die auch als „Biomass to liquid“ (BTL) bezeichnet wird – wird feste Biomasse zu Synthesegas umgesetzt, aus dem Kohlenwasserstoff gewonnen und in weiteren Prozessen in normgerechten Kraftstoff umgewandelt wird. Problematisch hierbei ist vor allem die schlechte Energiebilanz. Jeder Umwandlungsschritt verbraucht einen Teil der in der Biomasse gebundenen Energie – einer der Gründe warum BTL am Markt noch nicht verfügbar ist.

Es gibt eine Vielzahl von zellulosehaltigen Rohstoffen, die für die Bioethanolproduktion verwendet werden können. Beispiele dafür sind landwirtschaftliche Abfälle, kommunale Restabfälle wie Papier und Pappe, Abfälle aus der Papierherstellung. Landwirtschaftliche Abfälle wie Weizenstroh, Blätter, Stängel und Kolben der Maispflanze, Reisstroh und Zuckerrohrreste. Forstabfälle wie ungenutztes Holz, totes und morsches Holz genau wie kleine Bäume gehören auch dazu.[2]

Die Umwandlung der Zellulose, aus dem der Großteil der Pflanzen besteht, erfolgt in zwei Schritten. Zuerst wird die Biomasse in Zucker zerlegt um später in Ethanol umgewandelt zu werden. Bioethanol aus Zellulose verspricht geringe Schwefel- und Schadstoffbelastungen. Außerdem verlangt die Verwendung von Zelluloseethanol keine Umrüstung bestehender Motoren. Jedoch ist es sehr schwierig zellulosehaltige Biomasse abzubauen und zum liquiden Kraftstoff umzuwandeln. Trotzdem kann die zellulosehaltige Biomasse zum Beispiel viel leichter für längere Perioden mit viel geringerem Verderb als bei zuckerbasierten Rohstoffen gelagert werden. Im Vergleich zu Biokraftstoffen erster Generation, wo nur ein Teil der Pflanze für die Produktion der Biokraftstoffe genutzt werden kann, kann die zweite Generation einen größeren Ertrag pro Hektar bringen.

Jedoch besteht bei den Biokraftstoffen zweiter Generation teilweise noch erheblicher Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Um die Bioethanolproduktion aus zellulosehaltigen Rohstoffen kommerziell durchsetzungsfähig zu machen, müssen noch viele Probleme gelöst werden.

3. positive Aspekte und Chancen für die Biokraftstoffproduktion

3.1. Endlichkeit fossiler Rohstoffe

In Deutschland wird fast ein Drittel der verbrauchten Energie im Kraftstoffsektor eingesetzt. Die genutzten Kraftstoffe basieren fast ausschließlich auf Erdöl. Weltweit ist, laut WEO, Erdöl die wichtigste Energiequelle, das rund 35 Prozent des Primärenergieverbrauchs deckt, gefolgt von Kohle mit 25 Prozent und Erdgas mit 21 Prozent. Eine 2008 veröffentlichte Studie der Energy Watch Group ergab, dass die weltweite Ölförderung bereits 2006 ihren Höchststand erreichte. Die Ölförderung wird in Zukunft jährlich stetig zurückgehen. Bis 2030 ist ein dramatischer Rückgang der weltweiten Förderung zu erwarten. Die Weltwirtschaft steht am Anfang eines tiefen Strukturwandels, der durch den Rückgang der Versorgung mit fossilen Brennstoffen ausgelöst wird.

Abb. 1: Entwicklung der weltweiten Erdölfunde zwischen 1920 und 2005

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: IHS Energy (2008)

3.2. Beitrag zum Klimaschutz

Energieträger aus Biomasse geben bei ihrer Verbrennung nur soviel Kohlendioxid frei, wie sie während des Wachstums der Rohstoffpflanze der Atmosphäre entnommen haben. Dadurch sind sie weitgehend Kohlendioxid-neutral. Fossile Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas setzen hingegen bei ihrer Nutzung immer zusätzlichen Kohlenstoff frei.

Kohlendioxid ist eines der klimawirksamsten Gase, die den so genannten Treibhauseffekt verursachen. Der Treibhauseffekt behindert die Rückstrahlung der eingestrahlten Sonnenenergie in den Weltraum.

Es bewirkt einen weltweiten Anstieg der mittleren Durchschnittstemperatur. Klimawissenschaftler rechnen mit einem weiteren Anstieg bis Ende dieses Jahrhunderts zwischen 2 Grad und 6 Grad Celsius.

3.3. Beitrag zur Stärkung ländlicher Strukturen

Seit einigen Jahrzehnten vollzieht sich im ländlichen Raum Deutschlands unaufhaltsam ein Strukturwandel. Angebote an Einrichtungen wie Arztpraxen, Schulen, Busbetrieben und Lebensmittelgeschäften werden eingeschränkt oder eingestellt. Das Arbeitsangebot vor allem in Land- und Forstwirtschaft sinkt. Der Anbau und die Nutzung nachwachsender Rohstoffe treten dem entgegen, ihre Erzeugung und Nutzung vor Ort stärken ländliche Strukturen und schaffen neue Arbeitsplätze. Wissenschaftler, Ingenieure, Geschäftsleute, technisches Personal und landwirtschaftliche Mitarbeiter werden gebraucht. Da die Mehrheit der durch die Biokraftstoffproduktion geschaffenen Arbeitsplätze in der Landwirtschaft, dem Transport und der Rohstoffbearbeitung liegen, wird die Mehrheit der Arbeitsplätze auf dem Land geschaffen, wo Arbeitslosigkeit ein häufiges Problem ist. Es ist notwendig Lagerräume und Unwandlungsstellen in der Nähe von Rohstoffquellen zu errichten. Darum erfordert der Aufbau und Produktionsablauf zusätzliche landwirtschaftliche Kapazitäten. Arbeitsplätze in der bioenergetischen Agrarindustrie werden sowohl in reichen als auch in armen Ländern geschaffen.[3]

4. Risiken und Kritik an der Biokraftstoffproduktion

Nebst den oben beschriebenen Vorteilen bestehen für die Biokraftstoffe auch einige Risiken beziehungsweise kritische Aspekte, welche es aus Nachhaltigkeitssicht zu berücksichtigen gibt.

4.1. Ressourcenknappheit

Weltweit hat sich in letzten 50 Jahren der Wasserverbrauch fast verdoppelt. Bereits in über 40 Ländern herrscht Wasserknappheit. Die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen ist schon heute für 75 Prozent des Süßwasserverbrauchs verantwortlich und der Anbau von Pflanzen für Biokraftstoffe erhöht den globalen Bedarf an Wasser radikal.[4]

Abb.2 : Wassernutzung nach Staatengruppen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Vereinte Nationen (2003) S. 19

Das International Water Management Institute (IWMI) berechnete, das die Herstellung eines Liters Zuckerrohr-Alkohol etwa 3 500 Liter Wasser für Pflanzenzüchtung und Umwandlungsprozesse verbraucht. Neben dem Problem des begrenzten Wasserkontingents entsteht durch die wachsende Biokraftstoffproduktion das Problem der Wasser- und Bodenverschmutzung, hervorgerufen durch Düngemittel und Pestizide.

Hierbei spielen vor allem die Phosphordünger eine wichtige Rolle. Auf der Grundlage der derzeit bekannten weltweiten Phosphorreserve wird davon ausgegangen, das Phosphor je nach Abbaukosten noch 130 bis 400 Jahre verfügbar sein wird. Entscheidender als die Verfügbarkeit ist in diesem Zusammenhang jedoch seine Qualität. Die vorhandenen Phosphorreserven enthalten erhebliche Mengen an toxischen Schwermetallen wie Kadmium, Blei und Uran. Ein weiterer Nebeneffekt der Verwendung von mineralischem Phosphordünger ist die Verbreitung von Radioaktivität in der Biosphäre. Heute sind Phosphordünger die Hauptquelle für die Verschmutzung der Umwelt mit Uran, das über eine Anreicherung in Feldfrüchten in die Nahrungskette gelangt. Eine steigende Nachfrage nach Biokraftstoffen erfordert daher ein schlüssiges Konzept für die Bereitstellung von sicherem Phosphor.[5]

[...]


[1] Vgl. u.V. (2006), Sarasin, online, S.5

[2] Vgl. u.V. (2004), International Energy Agency, online, S.38

[3] Vgl. u.V. (2007), United Nations, online, S.15

[4] Vgl. u.V. (2007), Umweltinstitut München e.V., online

[5] Vgl. u.V. (2007), EPEA, online, S. 11

Ende der Leseprobe aus 21 Seiten

Details

Titel
Biokraftstoffe - Teller oder Tank?
Hochschule
Universität Regensburg  (Finanzwissenschaften insbes. Umweltökonomie)
Note
2,0
Autor
Jahr
2007
Seiten
21
Katalognummer
V147572
ISBN (eBook)
9783640583195
ISBN (Buch)
9783640582815
Dateigröße
585 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Biokraftstoffe, Teller, Tank
Arbeit zitieren
Jennifer Panhans (Autor), 2007, Biokraftstoffe - Teller oder Tank?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/147572

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