Biokraftstoffe

Biokraftstoffe spielen als umweltfreundliche Alternative zu fossilen Kraftstoffen eine Schlüsselrolle auf dem Weg zur Energiewende.  Experten sehen sie als wichtige Ergänzung zur E-Mobilität, um die CO2-Emissionen im Verkehrssektor zu senken. Das umfasst einerseits die Anwendungen, die schwer elektrisierbar sind wie den Schwerlastverkehr, andererseits aber auch die Bestandsflotte von Pkw, die mit Biokraftstoffen klimaneutral betrieben werden kann. Auf diese Weise können zudem tausende von Arbeitsplätzen in der deutschen Mineralöl-und Biokraftstoffindustrie erhalten werden und ebenso die bestehende Lager- und Distributionsinfrastruktur weiter genutzt werden. Im Jahr 2022 waren direkt oder indirekt 22.000 Menschen im deutschen Biokraftstoffsektor tätig - oft in strukturschwachen, ländlichen Regionen.

Doch was sind „Biokraftstoffe“ überhaupt? Biokraftstoffe werden sowohl aus Biomasse gewonnen, darunter Pflanzen und tierische Fette, wie auch aus Reststoffen und Abfällen hergestellt. Diese erneuerbaren Ressourcen ermöglichen eine nachhaltige Nutzung der Natur und tragen zur Diversifizierung der Energiequellen bei. Der wesentliche Vorteil von der Verwendung von Biomasse als Energieträger geht auf den resultierenden geschlossenen CO2-Kreislauf zurück. Pflanzen binden beim Wachstum durch Photosynthese CO2 aus der Atmosphäre. Nachfolgend wird bei der Verbrennung der biogenen Kraftstoffe dieses CO2 wieder freigesetzt.

Konventionelle und fortschrittliche Biokraftstoffe

Konventionelle Biokraftstoffe werden einerseits aus zucker- und stärkehaltigen Pflanzen aus Anbaubiomasse wie Getreide oder Zuckerrüben hergestellt. Hierbei wird durch alkoholische Gärung Bioethanol gewonnen. Andererseits können auch ölhaltige Pflanzen wie Raps verwendet werden. Aus diesen wird das Öl gepresst und anschließend zu Biodiesel weiterverarbeitet. Diese konventionellen Biokraftstoffe sind auch als „Biokraftstoffe der ersten Generation“ bekannt.

Bei fortschrittlichen Biokraftstoffen wird hingegen Biomasse aus Abfällen wie z.B. Altspeiseölen, tierischen Abfällen, Holzresten und anderen Reststoffen verwendet. Auch in diesem Fall wird in weiteren Verarbeitungsschritten Biodiesel, Bioethanol oder Biomethan sowie sog. HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) gewonnen. Als alternatives Ausgangsmaterial für fortschrittliche Kraftstoffe können auch „alternative Energiepflanzen“ dienen, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelherstellung stehen - also beispielsweise auf Böden wachsen, die für die Nahrungsmittelproduktion ungeeignet sind. Beispiele dafür sind der äthiopische Senf und Chinaschilf.

Algen gelten beispielhaft als Rohstoff für die sog. „dritte Generation“ von Biokraftstoffen. Aus diesen können mit hohem Ertrag, effizient und mit geringem Einfluss auf die Umwelt Kraftstoffe gewonnen werden. Das Verfahren wird derzeit allerdings noch nicht in größerem Maßstab kommerziell genutzt.

Derzeit liefert der Einsatz insbesondere von konventionellen Biokraftstoffen den wesentlichen Beitrag zur Senkung der CO2 Emissionen im Verkehrssektor. So lag der Anteil von Biokraftstoffen am Kraftstoffbedarf in Deutschland 2022 bei 5,9% und hat ca. 11 Millionen Tonnen an CO2-Emissionen eingespart. Langfristig ist das Ziel, konventionelle Biokraftstoffe durch fortschrittliche Biokraftstoffe oder synthetische Kraftstoffe zu ersetzen, da diese Vorteile in der Ökobilanz aufweisen.

Verschiedene Biokraftstoffe und Ihre Herstellungsverfahren

Unterschiedliche Arten von Biokraftstoffen ergänzen oder ersetzen verschiedene fossile Kraftstoffe. Biodiesel und HVO (Hydrotreated Vegetable Oil) dienen als nachhaltige Alternative zu fossilen Dieselkraftstoffen und können diese theoretisch gänzlich ersetzen. Bioethanol andererseits dient in Deutschland als Zusatz für Ottokraftstoffe, in Brasilien ersetzt dieser das Benzin sogar und angepasste Pkw fahren dort mit reinem Ethanol. All diese Kraftstoffe können konventionell oder abfall- und reststoffbasiert hergestellt werden, je nachdem welche biogenen Quellen zur Verfügung stehen.  Aktuell beträgt der Anteil solcher erneuerbaren Kraftstoffe mit ungefähr 3,6 Millionen Tonnen etwa 7% am Gesamtkraftstoffverbrauch im Verkehr – das entspricht der Energiemenge von rund 8000 Windkraftanlagen aus dem derzeitigen Bestand

·       FAME-Biodiesel

Die Basis für die Herstellung von Biodiesel bildet ölhaltige Biomasse. Am verbreitetsten sind sog. „FAME“ Biodieselkraftstoffe, die aus den Pflanzenölen durch Umesterung mit Methanol hergestellt werden.  Die Abkürzung FAME leitet sich dabei von dem englischen Fachbegriff für diese Kraftstoffe Fatty Acid Methyl Ether ab. Diese Kraftstoffe können sowohl konventionell als auch fortschrittlich hergestellt werden.

Im Jahr 2021 hatte die „konventionelle“ Biodieselherstellung aus Raps mit 55% den größten Anteil in Deutschland. Die "fortschrittliche“ Produktion aus Rest- und Abfallstoffen lag bei 45%, wobei hier auch die Herstellung von HVO inkludiert ist.  

Wesentlich bei der konventionellen Biodieselherstellung ist, dass neben den 40% der Biomasse, welche für die eigentliche Kraftstoffherstellung genutzt werden, auch bei der Herstellung anfallende Nebenprodukte wie „Rapsschrot“ bei der Rapspressung, ihren Nutzen finden. Sie werden beispielsweise für Futtermittel genutzt. Glycerin als weiteres Nebenprodukt findet den Weg in die Chemie- oder Kosmetikindustrie. So werden auch Teile der Biomasse, die nicht in Form von Biodiesel genutzt werden, effizient verwertet. Im Vergleich zu fossilem Diesel sparen die Biovarianten bis zu 85% CO2 Emissionen ein. Mit B7 und B10 gibt es mehrere öffentlich zugelassene Biodieselmischungen in Deutschland, die beide Ihren Beitrag leisten.

·       HVO:

HVO steht für „Hydrotreated Vegetable Oil“ und beschreibt einen alternativen Kraftstoff, der beigemischt werden kann und in seiner Reinform als HVO100 zum Beispiel, den fossilen Dieselkraftstoff im Verkehr ohne Modifizierungen an Fahrzeugen gänzlich ersetzen kann. HVO zählt zu den paraffinischen Kraftstoffen, die aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid  synthetisch hergestellt werden können, oder wie HVO aus biogenen Quellen wie Altspeiseölen gewonnen werden. Im November 2023 wurde HVO mit der entsprechenden DIN EN 15940 in die 10. Bundesimmissionsschutzverordnung (10. BImschV) aufgenommen und somit ab April 2024 für den Verkauf an öffentlichen Tankstellen in Deutschland zugelassen. Bis zu 90% der CO2 Emissionen können mit HVO100 im Vergleich zu fossilem Diesel eingespart werden. In Schweden macht HVO bereits heute einen Anteil von 35% der Dieselkraftstoffe aus.

·       Bioethanol:

Bioethanol kann in verschiedenen Mengen dem Ottokraftstoff beigemischt werden. Je nach Motorentyp und Anpassung können so Mischungen wie E5, E10, E20 oder sogar E85 bis E100 getankt werden und derart die CO2 Emissionen reduzieren.  

Die Produktion von biologischem Ethanol basiert auf zucker- oder stärkehaltiger Biomasse welche zu Alkohol fermentiert wird. Bioethanol wird dann durch Destillation gewonnen. Auch hier werden bei der Herstellung nicht verwendete Pflanzenteile zum Beispiel zu Schlämpe verarbeitet – ein nährstoffreiches Futtermittel oder Ausgangsstoff für eine mögliche Biogas Herstellung. Rückstände wie Lignin können im Herstellungsprozess energetisch genutzt werden. 

Die Zukunft

Mit dem Bundesklimaschutzgesetz soll Deutschland bis 2045 klimaneutral werden. Um dieses ambitionierte Ziel zu erreichen, müssen alle Möglichkeiten zur Senkung der CO2 Emissionen herangezogen werden.

Biokraftstoffe lieferten im Jahr 2022 eine CO2 Einsparung von mehr als 11 Millionen Tonnen CO2 und damit den größten Beitrag zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Verkehr. Daher muss die Verfügbarkeit von nachhaltig erzeugter Biomasse erweitert werden, und zudem durch Investitionen in Forschung und Entwicklung die Herstellungsprozesse weiter optimiert werden. Hierfür sind klare politische Rahmenbedingungen erforderlich und eine Abkehr von ideologisch motivierten Entscheidungen.

Die Bundesregierung plant als Teil ihrer Klimaziele die Anzahl von Elektrofahrzeugen bis 2030 auf 15 Millionen zu erhöhen. Selbst wenn die benötigte Ladeinfrastruktur bis dahin zur Verfügung steht, wird es weiterhin ungefähr 33 Millionen Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor in der Bestandsflotte geben. Sollte die Elektrifizierung im Straßenverkehr langsamer verlaufen als geplant, so wird die Anzahl an Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auf Deutschlands Straßen noch deutlich höher liegen. Biokraftstoffe müssen daher stärker gefördert werden, damit sie ihren Beitrag zur Erreichung der Klimaziele für den Verkehrssektor liefern können. Zudem würden auch andere Sektoren wie der Schiffs- und Luftverkehr von einem Ausbau der Produktionskapazitäten von Biokraftstoffen profitieren. Damit würden Biokraftstoffe eine wichtige Ergänzung zur Elektrifizierung bilden. Der MEW unterstützt die Klimaschutzambitionen der Bundesregierung setzt sich allerdings für einen technologieoffenen Ansatz im Klimaschutz ein, da nach unserer Überzeugung nur auf diese Weise die Klimaschutzziele zu erreichen sind.