Hauptsache es fährt
Der Treibstoff der Zukunft muss nicht zwangsläufig nur aus Öl bestehen. Neben Wasserstoff und Strom spielt Ethanol eine gewichtige Rolle im Antriebskonzept der Zukunft.
Öl, Sonne oder Wasser – die Kraftstoffsuche für die kommenden Jahrzehnte ist noch lange nicht abgeschlossen. Mit dem steten Bevölkerungswachstum und dem damit einhergehenden stark anwachsenden Verlangen nach individueller Mobilität im Nacken, sind Wissenschaftler und Ingenieure rund um den Globus aus diesem Grund im Einsatz. Denn schon seit Jahren ist klar, dass die Ölvorkommen irgendwann versiegt sein werden. Auch, wenn in regelmäßigen Abständen neu entdeckte Quellen zu sprudeln beginnen. Spätestens im kommenden Jahrhundert soll auch das der Vergangenheit angehören. In der Zwischenzeit „wird der Ölpreis deutlich steigen“, meint Bernd Meyer, Rektor der Technischen Universität Bergakademie Freiberg. Zudem solle sich der Erdölpreis im kommenden Jahrzehnt verdoppeln. Damit in Zukunft zum Beispiel das Autofahren überhaupt noch finanzierbar ist, muss demnach eine Lösung her – und zwar schnell.
Ein Lösungsweg führt hinaus aufs Land und gleichzeitig zu einem daraus resultierenden globalen Problem, welches gern mit der Frage nach „Tank oder Teller?“ auf den Punkt gebracht wird. Gemeint ist nichts anderes, als der ethisch-soziale Kampf um den korrekten Einsatz von Ackerland. Soll es zur Lebensmittel- oder Biotreibstoffgewinnung genutzt werden? Zuletzt wurde die Diskussion vor der Einführung des Treibstoffs E10 neu entfacht, dessen Absatz in Deutschland bei knapp über einer Million Tonnen im Jahr beziehungsweise elf Prozent des Treibstoffangebots liegt. Der Vorteil des zu zehn Prozent mit Ethanol angereicherten Kraftstoffs liegt in der Treibhausgaseinsparung von mindestens 35 Prozent verglichen mit fossilem Kraftstoff – unter Berücksichtigung des vollständigen Produktionsprozesses des Biokraftstoffs vom Anbau bis zur Auslieferung. Der Nachteil für den Autofahrer liegt bei einem um 1,5 bis zwei Prozent erhöhten Kraftstoffverbrauch im Vergleich zum mit fünf Prozent Ethanol angereicherten, aber auch vier Cent teureren Super-Benzin. Der Grund liegt in dem geringeren Energiegehalt, der etwa zwei Drittel des bisherigen E5-Kraftstoffs beträgt.
Die Hauptausgangsstoffe für die Bioethanol-Herstellung sind in Deutschland Futtergetreide und Zuckerrüben. Von den hierzulande 11,9 Millionen Hektar Ackerfläche werden zwei Prozent, 243.000 Hektar, zur Bioethanol-Produktion genutzt. Mais nimmt mit seinen 15.000 Hektar 0,23 Prozent der gesamten Getreideanbaufläche ein. Insgesamt sechs Prozent des in Deutschland angebauten Mais werden für die Ethanolherstellung genutzt. Weltweit sieht das Ganze etwas anders aus. Ca. 150 Millionen Tonnen Getreide, sprich sieben Prozent der weltweiten Getreideernte, werden für die Bioethanol-Produktion verwendet. Über 90 Prozent davon verfallen auf den Maisanbau. Allein in den USA landet fast die Hälfte des angebauten Mais im Tank. Beim Zucker, dem eigentlichen Energielieferanten, entfallen sogar ganze 30 Prozent der Welterzeugung auf die Produktion von Ethanol.
Ethanol aus Stroh
Trotz des verhältnismäßig geringen Treibstoff-Ackerland-Anteils in Deutschland bleibt dennoch ein fader Beigeschmack. Denn aus den 43 Tonnen Silomais (ganze Pflanze), die innerhalb eines Jahres auf einem Hektar geerntet werden, können entweder 60.000 Hühnereier, 15.000 Liter Kuhmilch, 30 Mastschweine oder sechs Mastrinder gewonnen werden. Wird die gleiche Fläche zur Energiegewinnung genutzt, können aus den acht Tonnen Körnermais etwa 16.000 Kilowattstunden Strom oder rund 3,5 Tonnen Bioethanol resultieren. Für einen Liter Ethanol sind 2,4 Kilogramm Körnermais notwendig – oder 9,3 Kilogramm Zuckerrüben beziehungsweise 11,4 Kilogramm Zuckerrohr, wie er in Brasilien angebaut wird.
Wenn es nach dem deutschen Unternehmen Clariant gehen würde, könnte der Gewinn pro Hektar um eine Tonne Cellulose-Ethanol ergänzt werden. Denn während Bioethanol vor allem aus dem Zucker stärkehaltiger Getreide oder Zuckerrüben gewonnen wird, hat der Spezialchemie-Hersteller ein Verfahren entwickelt, Cellulose-Ethanol aus Stroh und anderen Pflanzenresten zu gewinnen. In der im Juli 2012 eingeweihten Demonstrationsanlage im niederbayrischen Straubing wandelt Clariant mit dem hauseigenen sunliquid-Verfahren den schwer zugänglichen Zucker aus bislang nicht verwertbaren Pflanzenresten, wie Maisstroh oder Bagasse, nahezu vollständig in Cellulose-Ethanol um. Dies geschieht mithilfe von Enzymen und Mikroorganismen, die das 80 Mitarbeiter starke Unternehmen herstellen und laut Hariolf Hottmann, Vorsitzender der Clariant AG, an Industriepartner aus dem Agra- oder dem Petrochemiebereich maßgeschneidert weiterverkaufen kann. Bislang ist über derlei Partnerschaften allerdings noch nichts bekannt.
Sollte sich das sunliquid-Verfahren durchsetzten, könnte es gleichzeitig einen Aufschwung für den bislang an nur 340 Tankstellen in Deutschland erhältlichen Treibstoff E85 bedeuten. Er besteht, wie der Name bereits verrät, aus 85 Prozent Ethanol sowie 15 Prozent Benzin und kostet knapp 1,10 Euro. Zwischen dem 16. November und dem 15. März darf laut DIN 51625 nur so genanntes Winterethanol verkauft werden, welches zwischen 70 und 80 Prozent Ethanol und somit zwischen 30 und 20 Prozent Benzin enthält. Entgegen den in Brasilien seit Jahrzehnten mit reinem Ethanol fahrenden Automobilen, ist die Anzahl der in Deutschland zugelassenen E85 fähigen FFV (Flexi Fuel Vehicles) sehr gering. Vor allem Hersteller wie Audi, Bentley, Ford, Opel, Saab und Volvo bieten Fahrzeuge dieses Typs an. Voraussetzung dafür sind Ventile und Ventilsitze aus härterem Stahl und die Verwendung besonders korrosions-beständiger Materialien bei allen Kraftstoff führenden Teilen.
Autor:Marcel Sommer, Stand: 2013-11-06 09:44:00
Fotos: Clariant
