Grüner Dieselkraftstoff

Forscher von der Wisconsin-Universität zeigen einen weiteren Weg auf, um Dieselkraftstoff aus Biomasse herzustellen

Sicher ist, dass unter ökonomisch vertretbaren Bedingungen Erdöl nicht mehr allzu lange gefördert wird. Erdöl ist aufgrund seiner Eigenschaften viel zu kostbar, um es weiterhin einfach "nur" als Kraftstoff zu benutzen. Hinzu kommt die Emission, die bei seiner Verbrennung entsteht und die Umwelt in erheblichem Maße belastet.

Demgegenüber erzeugt das jährliche Pflanzenwachstum auf der Erde eine Energie, die etwa dem fünfzigfachen Energieverbrauch der Menschheit entspricht. Denn drei Tonnen pflanzliche Trockenmasse enthalten soviel wie eine Tonne Erdöl. Folglich wächst allein in den Wäldern 16-mal mehr Energie nach, als es der Jahreserdölförderung von 3,5 Mrd. Tonnen entspricht. Mit anderen Worten: Fünf Prozent der Waldfläche deckt den jährlichen Jahreserdölbedarf.

"Nichts kann den zu erwartenden Kostenschub mehr aufhalten als die Produktion von Kraftstoff aus Getreide oder Biomasse" sagt Georg Huber ergänzend, und weiter: "Unser neuer Prozess schafft zweimal soviel Energie wie etwa die Alkoholherstellung aus Getreide." Er und Mitarbeiter der Arbeitsgruppe um James A.Dumesic von der Wisconsin-Universität in Madison haben dazu in Science eine Studie vorgelegt. Ihre Untersuchungen zeigen, wie es die organische Synthese möglich macht, Kohlenhydrate in Alkane umzuwandeln und diese als Kraftstoff zu verwenden.

Biomasse als Kraftstoff-Quelle (Bild: IE/LBST/VW)

Alkane sind gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe. Sie bestehen nur aus C- und H-Atomen, wobei jedes Atom mit vier anderen verbunden ist und keine Mehrfachbindungen vorliegen.

Flüssige Alkane der Kettenlänge C7-C15 werden aus Getreide oder Biomasse freigesetzt und über einen 4-Phasen-Reaktor verstoffwechselt. Dadurch bekommen sie die notwendige Größe, wie es für den Kraftstoff erforderlich ist und enthalten etwa 90 Prozent der Energie. Entscheidend ist ferner, dass dieser Kraftstoff frei von Schwefelrückständen ist.

"Unser Prozess zeichnet sich dadurch aus, dass sich die gebildeten Alkane spontan vom Wasser trennen. Deshalb ist weder eine Erhitzung noch eine Destillation notwendig. Darin liegt der Unterschied zur Äthanolherstellung: Statt 67 Prozent der Energie werden 90 Prozent gespeichert", erklärt Georg Huber. Und James A. Dumesic ergänzt: "Der Kraftstoff, den wir herstellen, bindet einen gehörigen Anteil von Wasserstoff. Dabei wandelt jedes Wasserstoffmolekül ein Molekül des Kohlenstoffs in Alkane um. So benutzt auch unser Körper den Kohlenstoff, um Energie zu gewinnen."

Weder Erdöl noch Erdgas werden benötigt, sondern als Primärenergie lediglich Biomasse: Schnell wachsende und anspruchslose Pflanzen oder Bioreststoffe wie z.B. Stroh oder Resthölzer, aber auch Gülle und Klärschlamm.

Die Biomassevergasung wird in Pilotprojekten z.B. bei Choren Industries im sächsischen Freiberg erfolgreich angewandt. Die Kosten schätzt Choren auf ca. 60 Eurocent pro Liter. Da die Bundesregierung seit Januar 2004 Biokraftstoffe von der Mineralölsteuer befreit, ist der Kraftstoff sehr wohl konkurrenzfähig.

In Europa liegt das technisch umsetzbare Potential aus Biomasse nach einer Studie des Instituts für Energie und Umwelt von 2004 bei 70 Millionen Tonnen Kraftstoff. Das hätte für etwa ein Drittel des gesamten Kraftstoffbedarfs der 15 EU-Staaten im Jahr 2000 ausgereicht.

Biomasse bietet aber noch einen weiteren Vorteil. Konsequent als Energiequelle genutzt, wird sie in großem Umfang für Beschäftigung sorgen. Bis 2030 entstehen rund 200.000 neue Arbeitsplätze.

Ferner: Um der Überproduktion an Nahrungsmitteln entgegenzuwirken, verpflichtet der Staat die Landwirte, jährlich einen bestimmten Anteil (1999: 10 Prozent) ihrer Nutzflächen stillzulegen. Dafür erhalten sie von der Europäischen Union Subventionen aus Steuermitteln. Nun erlaubt der Anbau von Industriepflanzen die Nutzung der Brachflächen und verringert somit die unnötigen Kosten: Denn 50 Prozent des bundesdeutschen Dieselbedarfs werden durch die Nutzung der stillgelegten Ackerflächen gewonnen.

Ob mit den herkömmlichen Methoden oder dem Prozess aus der Universität Wisconsin: Das Ziel ist eine Reduzierung der Emissionen, des Treibhausgasausstoßes und der Erdölabhängigkeit. Das eröffnet neue Chancen für Landwirtschaft und Industrie. (Herbert Hasenbein)

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