Als um 1850 die Pottwale beinahe ausgerottet wurden, zeichnete sich in Amerika eine Rohstoffkrise ab, da das aus Walfett gewonnene Lampenöl knapp wurde. Innerhalb der nächsten Jahrzehnte konnte die Krise durch die Entdeckung und Förderung von Rohöl für die anschließende Destillation von Petroleum überwunden werden. Nach und nach wurde Erdöl zu einem der wichtigsten Rohstoffe für die Weltwirtschaft, einer der bedeutendsten Ressourcen zur Erzeugung von Energie, Wärme, Kraftstoffen und der Herstellung chemischer Produkte. Experten aus der Ölindustrie erwarten, dass das Maximum der Förderung des fossilen Rohstoffs, auch als „Peak-Oil“ bezeichnet, kurz bevorsteht. Andere Theorien gehen wiederum davon aus, dass sich Erdöl im Gegensatz zu bisherigen Annahmen abiotisch im Inneren des Erdmantels unter hohem Druck und Temperatur ständig neu bildet. Der Gedanke einer zukünftig verstärkten stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe soll in Anlehnung an die Entwicklung von Erdölraffinerien im 19. Jahrhundert aber nicht nur eine langfristige Versorgung mit Produkten wie z.B. chemischen Grundstoffen gewährleisten. Eine weitere Motivation ist die Erkenntnis, dass fossiler Kohlenstoff bislang in einem solchen Grad und Volumen anthropogen freigesetzt wurde, dass sich die Zusammensetzung der Atmosphäre im Vergleich zu geologisch und evolutionären Zeiträumen bereits rapide verändert hat – mit potentiell negativen Folgen für sowohl ökologische als auch ökonomische Systeme. Auch die steigenden Preise für Erdöl machen die Nutzung regenerativer Kohlenstoffträger zunehmend attraktiver. Die Frage ist, stehen wir vor einer neuen Revolution oder ist die Vision der Konversion von Biomasse in Chemikalien, Energie, Kraftstoffe etc. noch nicht ausgereift? In dieser Arbeit soll anhand einer Analyse der zur Verfügung stehenden Literatur gezeigt werden, dass nachwachsende Rohstoffe als Basis einer zukünftigen stofflichen Ressource der Industrie großes Potential bieten. Neben der Darstellung ausgewählter Produkte auf Basis nachwachsender Rohstoffe sowie der punktuell ökologischen Bewertung einiger bereits heute hergestellter Produkte, soll veranschaulicht werden, mit welchen Technologien, Anlagekonzepte und Rahmenbedingungen die zukünftige Nutzung nachwachsender Rohstoffe in der Industrie erfolgreich umgesetzt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
Einleitung
1 Aktuelle Nutzung Nachwachsender Rohstoffe
1.1 energetische Nutzung
1.2 stoffliche Nutzung
1.2.1 aktuelle Situation in Deutschland
1.2.2 Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen
1.3 ökologische Bewertung der Biomassepfade
1.3.1 Biokraftstoffe
1.3.2 Biohydraulik- und Bioschmieröle
1.3.3 Biokunststoffe
2 Zukünftige stoffliche Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen
2.1 chemische Grundstoffe
2.2 Das Konzept der Bioraffinerie
2.2.1 Prozesse und Technologien in Bioraffinerien
2.2.2 System der LCF-Bioraffinerie
2.2.3 System der Getreide-Ganzpflanzen
2.2.4 System der grünen Bioraffinerie
2.2.5 Das 2-Plattform-Konzept
2.2.6 Unterschiede zur Erdölraffinerie
2.3 Bewertung der ökologischen Bilanzierung von Bioraffinerien
3 Flächen- und Nutzungskonkurrenzen von Nachwachsenden Rohstoffen
4 Marktaspekte von Produkten aus Nachwachsenden Rohstoffen
4.1 Biokraftstoffe
4.2 Biokunststoffe
4.3 chemische Grundstoffe
4.4 Interessen und Erwartungen
5 Fazit und Handlungsbedarf
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Potenzial nachwachsender Rohstoffe als zukünftige stoffliche Ressource der Industrie durch eine Literaturanalyse. Ziel ist es, aktuelle Anwendungsbereiche darzustellen, technologische Konzepte (insb. Bioraffinerien) zu bewerten und marktwirtschaftliche sowie ökologische Rahmenbedingungen für eine verstärkte stoffliche Nutzung zu identifizieren.
- Aktuelle industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe
- Technologische Konzepte und Verfahren der Bioraffinerie
- Ökologische Bilanzierung und Umweltverträglichkeit
- Flächenkonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion
- Marktaspekte und ökonomische Hemmnisse
Auszug aus dem Buch
1.1 energetische Nutzung
Die Förderung der Energiebereitstellung aus nachwachsenden Rohstoffen hat im Laufe der letzten Jahre in Deutschland zu einer Produktionssteigerung in dem Sektor der Bioenergie geführt (Bundesministerium für Umwelt).
Nahezu alle Arten von Biomasse können als Energieträger eingesetzt werden. (Reinhardt, et al., 2005 S. 1) Als Bioenergie-Träger werden verstanden:
nachwachsende Rohstoffe: Holz, ein und mehrjährige Pflanzen (Getreide, Raps, Miscanthus, etc.)
organische Neben- und Reststoffe: Durchforstungs-Holz, Stroh
organische Abfallstoffe: Abfälle aus der Holzverarbeitung, Landwirtschaft (Gülle, etc.), Gewerbe, Haushalten, Abfälle in Abwässern, Klärschlämmen und Deponien
(Heinloth, 2003 S. 339)
Zusammenfassung der Kapitel
1 Aktuelle Nutzung Nachwachsender Rohstoffe: Das Kapitel gibt einen Überblick über die derzeitige industrielle Nutzung und unterscheidet dabei zwischen energetischen und stofflichen Einsatzbereichen.
2 Zukünftige stoffliche Nutzung von Nachwachsenden Rohstoffen: Hier werden Konzepte für Bioraffinerien vorgestellt, die eine analoge Nutzung wie in Erdölraffinerien für Biomasse ermöglichen sollen.
3 Flächen- und Nutzungskonkurrenzen von Nachwachsenden Rohstoffen: Dieser Abschnitt analysiert den Zielkonflikt zwischen der stofflichen/energetischen Nutzung von Biomasse und der notwendigen Flächenbereitstellung für die Nahrungsmittelproduktion.
4 Marktaspekte von Produkten aus Nachwachsenden Rohstoffen: Das Kapitel betrachtet die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit und Akzeptanz von Bioprodukten gegenüber fossilen Alternativen.
5 Fazit und Handlungsbedarf: Zusammenfassende Bewertung des Potenzials und Ableitung von Empfehlungen für Politik und Industrie zur Förderung der stofflichen Nutzung.
Schlüsselwörter
Nachwachsende Rohstoffe, Bioraffinerie, Stoffliche Nutzung, Energetische Nutzung, Biokraftstoffe, Biokunststoffe, Lignocellulose, Ökobilanz, Flächenkonkurrenz, Nachhaltigkeit, Kohlenstoffquelle, Biomasse, Transformation, Chemische Industrie, Marktpotenzial.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht das Potenzial von nachwachsenden Rohstoffen als Basis für eine zukünftige stoffliche Ressource der Industrie, um fossile Rohstoffe wie Erdöl zu ergänzen oder zu ersetzen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Die Arbeit deckt die aktuelle Nutzung, zukünftige Bioraffinerie-Konzepte, ökologische Bewertungen, Flächenkonkurrenzen zur Nahrungsmittelproduktion sowie marktwirtschaftliche Aspekte ab.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, aufzuzeigen, dass nachwachsende Rohstoffe ein großes Potenzial für die Industrie bieten und durch Analyse von Technologien und Rahmenbedingungen Handlungsoptionen für die Zukunft abzuleiten.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer fundierten Analyse der aktuell verfügbaren wissenschaftlichen und industriellen Literatur zum Thema stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden sowohl der aktuelle Status quo, verschiedene Bioraffinerie-Modelle (wie LCF oder Grüne Bioraffinerie) als auch ökologische Bilanzen und ökonomische Rahmenbedingungen analysiert.
Welche Begriffe charakterisieren die Arbeit am besten?
Zentrale Begriffe sind Bioraffinerie, stoffliche Nutzung, Lignocellulose, Nachhaltigkeit, Flächenkonkurrenz und Substitution fossiler Rohstoffe.
Was unterscheidet eine Bioraffinerie von einer Erdölraffinerie?
Während Erdölraffinerien auf zwei Rohstoffen (Erdöl/Erdgas) basieren, können Bioraffinerien mehrere, flächig verteilte Rohstoffe nutzen und sind technologisch komplexer bei der Fraktionierung.
Warum ist die Flächenkonkurrenz ein kritisches Thema?
Die Flächennutzung für Biomasse steht oft in direkter Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln, was bei steigender Weltbevölkerung eine zentrale Herausforderung für die nachhaltige Nutzung darstellt.
- Citation du texte
- Stefan Reinhardt (Auteur), 2010, Nachwachsende Rohstoffe als Basis für eine zukünftige stoffliche Ressource der Industrie, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/160028
