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Donnerstag, 14. September 2017, Ausgabe Nr. 37

Donnerstag, 14. September 2017, Ausgabe Nr. 37

Biomasse

Biokraftstoffe sind weltweit ein Hit

Von Ralph Ahrens | 9. September 2011 | Ausgabe 36

Biokraftstoffe bieten Schwellen- und Entwicklungsländern große Chancen. Doch Umweltschützer warnen vor dem Raubbau an der Natur. Die Ökologie eines Biokraftstoffes einzuordnen, ja auch nur zu wissen, ob er mehr oder weniger klimaschädlich ist als der Kraftstoff, den er ersetzen soll, ist hochkomplex. Unproblematisch ist nur, Biokraftstoffe aus Abfällen herzustellen. Doch hier stecken die Technologien noch in den Kinderschuhen.

Der Straßenverkehr soll klimafreundlich und auch unabhängig von unsicheren Erdöleinfuhren unterwegs sein können. Das ist ein Ziel der Mitgliedstaaten der Europäischen Union (EU). Sie beschloss daher 2008 die Erneuerbare-Energien-Richtlinie – kurz RED (Renewable Energy Directive) genannt. Kern der Initiative: Der Straßenverkehr soll 2020 zu mindestens 10 % auf erneuerbaren Energien basieren. Dazu sollen in neun Jahren im Schnitt 10 % Biokraftstoff Benzin und Diesel beigemischt werden – etwa doppelt so viel wie heute.

Dieser Traum der klimafreundlichen Mobilität ist nicht auf die EU beschränkt: Länder wie die USA, Brasilien, China, Kanada oder Argentinien setzen auf Biokraftstoffe. 2010 ersetzten weltweit 86 Mio. l Bioethanol und 19 Mio. l Biodiesel rund 2,7 % fossile Kraftstoffe – Tendenz schnell steigend.

Bauern sind Gewinner dieser Entwicklung. Sie finden weltweit als Energiewirte neue Absatzmärkte. Doch da die landwirtschaftliche Fläche begrenzt ist, "braucht es strikte Regeln, um Natur und Klima zu schützen", betont Uwe R. Fritsche vom Darmstädter Öko-Institut.

Die EU ging hier 2008 voran und legte in der RED Nachhaltigkeitskriterien fest. Deutschland hat sie in der Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung umgesetzt. Zum Ersten dürfen Energiepflanzen für Biokraftstoffe nicht auf Flächen mit hohem Naturschutzwert angebaut werden. Diese Vorschrift soll Feuchtgebiete, artenreiches Grünland sowie naturnahe Moore und Wälder schützen.

Ein Biokraftstoff wird nur als solcher anerkannt, wenn beim Pflanzenbau und der Herstellung des Sprits mindestens 35 % weniger Treibhausgas emittiert werden als bei der Herstellung von Benzin oder Diesel aus Erdöl. Diese Quote steigt 2017 auf 50 %. Für Neuanlagen, die ab 2017 in Betrieb gehen, gilt ab 2018 gar eine Mindestreduktion von 60 %.

Das eigentlich Neue an der RED sind die Vorgaben zur Klimabilanz. "Diese Bilanz zu berechnen, ist aufwendig und sehr komplex", so Fritsche. Berücksichtigt werden muss etwa, dass beim Düngen Stickstoffdioxid (NO2) frei wird, welches pro kg das Klima rund 300-mal stärker als 1 kg CO2 aufwärmt. Auch verbraucht der Bauer beim Pflügen Diesel. Energie wird benötigt für die Düngerherstellung, die Transporte und die Herstellung der Biokraftstoffe selbst.

Wichtig sei auch, auf welchen Flächen Energiepflanzen wachsen, betont Fritsche. Ein Beispiel: Wird in Indonesien 1 ha Urwald in eine Palmölplantage umgewandelt, werden über einen Zeitraum von 20 Jahren gerechnet jährlich 365 t CO2 frei, das aus dem gerodeten Wald stammt.

Bioethanol und Biodiesel von Energiepflanzen, die in der EU auf Äckern wachsen oder auf Stilllegungsflächen angebaut werden, erfüllen meist die 35 %-Vorgabe der RED, aber in der Regel nur knapp die ab 2017 geltenden schärferen Reduktionsanforderungen.

Um auf der sicheren Seite zu sein, müssen Landwirte und Biokraftstoff-Hersteller bis 2017 effizienter arbeiten, so Fritsche. Das heißt, dass vor allem weniger fossile Energie für Prozesswärme eingesetzt und anfallende Reststoffe besser genutzt werden müssen.

Anders in Entwicklungs- und Schwellenländern der tropischen und subtropischen Zonen: Dort erfüllen die gängigen Biokraftstoffe heute schon die 2017-Vorgaben, wenn ihr Anbau nicht auf Kosten von Regenwald, Savannen oder Mooren geht. In diesem Fall spart zum Beispiel Bioethanol von brasilianischen Zuckerrohrplantagen 65 % an Treibhausgasen im Vergleich zum Benzin ein (s. Tabelle).

Biodiesel aus Palmölplantagen halbiert Klimagasemissionen gegenüber Diesel fossilen Ursprungs – und neue Fabriken erhöhen die Einsparung auf über 70 %, wenn sie Biogas aus der Abwasseraufbereitung intern nutzen.

"Die Treibhausgasbilanzen ändern sich aber dramatisch, kommt es zu Landnutzungsänderungen", betont Fritsche. Zuerst betrachten die Experten direkte Landnutzungsänderungen: Werden Energiepflanzen auf einer Brache, einem Feuchtgebiet oder im Urwald angebaut, erhöht das meist die Emissionen an Treibhausgasen. Man müsse aber genau hinschauen.

Ökologieexperte Fritsche gibt zwei Beispiele:

Palmölplantagen: Wird für ihr Anlegen Urwald gerodet, ist der Palmölmethylester 2,5-mal so klimaschädlich wie Diesel aus Erdöl. Wachsen die Palmen hingegen auf vorher nicht genutztem degradierten Grasland, verbessert sich die Klimagasbilanz, da die Wurzelmasse der Palmen Kohlenstoff im Boden speichert.

Zuckerrohranbau: Wird in Brasilien eine Savanne hierfür gerodet, ist das Bioethanol aus dem davon geernteten Zuckerrohr etwa 1,4-mal klimaschädlicher als Benzin auf fossiler Basis. Wächst Zuckerrohr hingegen auf vorher überweidetem Grasland, sinken die Treibhausgasemissionen um die Hälfte.

Die EU-Nachhaltigkeitskriterien weisen Lücken auf. "Sie berücksichtigen die standortspezifische Bodenqualität nicht", sagt Franz Makeschin von der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften mit Sitz in München und Berlin. Werden Pflanzen in Monokultur angebaut, drohen Böden auszulaugen. "Fruchtwechsel sollten daher verpflichtend eingeführt werden", meint der Bodenwissenschaftler. "Auch soziale Fragen bleiben unberücksichtigt", ergänzt Fritsche. Kriterien zum Schutz der Menschen vor Hunger, Vertreibung oder unwürdigen Arbeitsverhältnissen fehlen.

"Die EU ignoriert zudem versteckte Verdrängungseffekte", bemängelt Gesche Jürgens. Die Waldexpertin von Greenpeace hält solche indirekten Landnutzungsänderungen für die größte Herausforderung.

Landwirte kultivieren dabei Energiepflanzen auf Äckern, auf denen sie bisher etwa Getreide für Nahrungs- oder Futtermittel anbauten. Doch weil die Menschen essen wollen, wird das Getreide dann vielleicht dort angebaut, wo heute noch ein Wald steht. Auf diese Weise wird zurzeit für den Biokraftstoffhunger Regenwald in Lateinamerika, Südostasien und Afrika abgeholzt, weiß Jürgens. So habe die finnische Firma Neste Oil die weltgrößte Biodieselanlage in Singapur eröffnet. Rohstoff? Palmöl! Das führe in Indonesien zu Landvertreibungen und bedrohe die biologische Vielfalt.

Jürgens fordert von der EU-Kommission zweierlei. "Die bei diesen Landnutzungsänderungen entstehenden CO2-Emissionen müssen wie bei den direkten Landnutzungsänderungen in die Treibhausgasbilanz aufgenommen werden." Der Kommission sollen zudem mehrere Studien vorliegen, die besagen, dass die meisten Biokraftstoffe keine Treibhausgasreduktion mehr erreichen, werden solche Verdrängungseffekte berücksichtigt. Außerdem solle die Kommission die Beimischungspflicht für Biokraftstoffe abschaffen. "Durch verbrauchsärmere leichtere Autos lassen sich viel höhere CO2-Einsparungen erzielen als mit sogenanntem Biosprit."

Auch Öko-Mann Fritsche weiß, dass die EU-Kommission nachbessern muss, "sonst bleibt der europäische Klimaschutz eine Milchmädchenrechnung". Das betrifft nicht nur tropische Länder. Verdrängt Raps für Biodiesel in Mitteleuropa etwa Getreide für die Mehlherstellung, steigen Treibhausgasemissionen deutlich – und der Biodiesel erfüllt die 35 %-Vorgabe nicht mehr.

Das Öko-Institut hat eigene Berechnungen zu Treibhausgasemissionen aus indirekten Effekten der Landnutzungsänderung vorgelegt und in die Diskussionen von Europäischem Parlament und EU-Kommission eingebracht. Im Herbst 2011 wird eine Bewertung der Kommission zu indirekten Effekten von Biokraftstoffen erwartet. Die USA haben bereits seit 2010 Vorgaben zur Berücksichtigung von indirekten Effekten gesetzlich verankert.

Fritsche will Biokraftstoffe nicht nur kritisch sehen. "Ihre Herstellung bietet Entwicklungs- und Schwellenländern große Chancen." Viele dieser Länder haben Flächen, die nicht im Konflikt mit Landwirtschaft und Naturschutz stehen. "Mit Bioenergie können dort lokal eine umweltfreundliche Mobilität und eine dezentrale Energieversorgung aufgebaut werden." Eine eigene Biokraftstoffproduktion senke zudem die Abhängigkeit von Erdöleinfuhren und überschüssige Biomasse könne ausgeführt werden.

Heute deckt Deutschland über 98 % seines Rohölbedarfs, den Großteil der Kohle, zwei Drittel des Gases und 100 % des Urans durch Importe ab. Warum soll es bei Biomasse anders sein, fragt Uwe Fritsche: "Entscheidend ist, dass vor Ort nachhaltig gearbeitet wird."

Klimapolitisch unstrittiger ist, Biokraftstoffe aus Stroh-, Holz- oder Abfallresten herzustellen. Die Vorteile dieser Biokraftstoffe der sogenannten zweiten Generation liegen für Fritsche auf der Hand: "Die Nutzungskonkurrenz entfällt und die biologische Vielfalt wird nicht bedroht, wenn bei der Reststoffentnahme auf dem Acker und im Wald die Nachhaltigkeit beachtet wird."

Der Nachteil: Viele Methoden sind noch nicht praxisreif: Doch bis 2020 werde es möglich sein, zum Beispiel aus 1 t Strohreste durch biochemische Verfahren mit Enzymen rund 160 l Bioethanol zu gewinnen, so Fritsche. Dabei würde 13-mal weniger Treibhausgas frei als bei Benzin. Werden Kurzumtriebsplantagen mit schnell wachsenden Pappeln oder Weiden auf landwirtschaftlich nicht attraktiven Flächen angebaut, erfüllt daraus hergestellter Biodiesel sicher die 50 %-Vorgabe ab 2017 – erfolgt die Herstellung in industriellen Biomass-to-Liquid-Verfahren.

Das Energiepotenzial biogener Abfälle ist riesig: Der Wissenschaftlichen Beirats der Bundesregierung zu Globalen Umweltfragen gibt an, man könne aus ihnen weltweit einen Energiegehalt von rund 40 Exajoule/Jahr (1 EJ = 1018 J) gewinnen. Um dieses Potenzial wirklich zu nutzen, "müssen Technologien zur Verwertung von Abfall- und Biorestmasse noch verbessert werden", so Fritsche. Hier seien Ingenieure gefordert.

Richtig nachhaltig wird es für Fritsche aber erst, wenn die Nutzungskaskade eingeführt wird: Biomasse landet erst auf Tellern, im Trog oder wird als Roh- und Baustoff verwendet. Erst danach wird aus ihr – als Reststoff – Bioenergie gewonnen. RALPH AHRENS

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