Mat. II: Produktionsmengen der Biokraftstoffe Bioethanol und Biodiesel / 1. Generation der Biokraftstoffe

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Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-1 Rapsfeld

 

 

 

 

 

 

 

Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-2
Getreide / Weizen

Vorbemerkung:
Die genannten Produktionsmengen, Ausgangsstoffe und Flächenangaben, beziehen sich in erster Linie auf die herkömmlichen Biokraftstoffe aus der ersten Generation.
Die Biokraftstoffe, die der zweiten Generation – auch als fortschrittliche Biokraftstoffe  bezeichnet (siehe hier) – zugeordnet werden können, sind in Deutschland selten.
Die der dritten oder sogar vierten Generation sind bisher in Deutschland fast nicht vertreten bzw. im Stadium der Forschung bzw. der Umsetzung entsprechender Verfahren in größere industrielle Maßstäbe.


In Deutschland wurden Biokraftstoffe erstmals in den 70er Jahren thematisiert. Der damalige Grund war die sogenannte „Ölkrise“, ausgelöst durch starke Preisanstiege beim Rohöl (1973, 1979/80). Heute sind Biokraftstoffe aufgrund der zunehmenden Erderwärmung wieder im Gespräch. Während die einen in der Produktion und dem Einsatz von Biokraftstoffen einen Vorteil für die Umwelt sehen, teilen andere diese Meinung allerdings nicht (siehe Abb. AV EB_6-2).

Weltweit wurden 2019 fast 86 Mio. Tonnen Biokraftstoff in Form von Bioethanol produziert (Abb. Mat.II-5).
Die Herstellung von Biokraftstoffen ist nicht neu. In Brasilien wird seit den 30er-Jahren aus Zuckerrohr gewonnenes Ethanol (= Bioethanol) dem aus Erdöl hergestellten Benzin beigemischt. Heute fahren mehr als 2/3 der Autos in Brasilien – nach technischer Anpassung der Otto-Motoren –  ausschließlich mit diesem „Naturprodukt“. Brasilien baut weltweit am meisten Zuckerrohr (siehe auch AB 3_2.1Süßes Gras – das Zuckerrohr“) zur Bioethanolproduktion an und war ursprünglich Hauptproduzent dieses Kraftstoffes. Inzwischen befinden sich die USA auf dem ersten Platz. Sie verwenden jedoch als Ausgangsstoff für die Bioethanol-Herstellung hauptsächlich Mais.

Die weltweite Produktion von Biodiesel betrug 2017 etwa 26 Mio. Tonnen (Abb. Mat.II-6). Das ist deutlich weniger als Bioethanol. In Deutschland zeigt sich allerdings ein anderes Bild, denn hier wurde 2017 erheblich mehr Biodiesel als Bioethanol hergestellt.

Palmöl wird weniger zur Biodiesel-Herstellung eingesetzt als Raps. Es gibt jedoch große Probleme in Zusammenhang mit den angelegten Plantagen bzw. der Ökosystemzerstörung (AB 6_2.2  und Mat. I). Schließlich muss auch der Soja-Anbau unter Umweltgesichtspunkten kritisch gesehen werden (AB 7_2.2).
In Deutschland hat sich der Anbau sogenannter nachwachsender Rohstoffe von ca. 290.000 Hektar im Jahr 1993 auf mehr als 2,6 Mio. Hektar im Jahr 2017 fast verzehnfacht. Der weitaus größte Teil dient dem Maisanbau zur Gewinnung von Biogas, u.a. der Ausgangspunkt für die Herstellung von Bio-Erdgas (= Bio-Methan / siehe hier).
Auf etwa 300.000 Hektar (2019) werden in Deutschland Pflanzen  – Getreide, Rüben, seltener Mais oder Kartoffeln –  für die Bioethanol-Herstellung angebaut. 560.000 Hektar (2019) werden in Deutschland etwa für die Herstellung von Biodiesel genutzt.

Ganz andere Dimensionen erreicht die Flächennutzung für die Biokraftstoff-Herstellung z.B. in den USA:  Im Jahr 2019 wurde alleine für den Maisanbau eine Anbaufläche genutzt, die etwa der Fläche von Deutschland entsprach (= 357.386 km2). Etwa 40 % davon wurden für die Ethanolproduktion genutzt
Für die USA wird ein Wachstum für die Bioethanolproduktion aus Anbaubiomasse von  2019 43,2 billion USD auf 2025 64,8 billion USD vorhergesagt (Quelle: globenewswire.com, 2020-06-11).
Brasilien plant die Bioethanolproduktion auf der Grundlage von Zuckerrohr von ca. 30 Milliarden Litern im Jahr 2019 auf ca. 50 Milliarden Litern im Jahr 2030 zu steigern. Das würde ungefähr zu einer Erweiterung der Anbaufläche für Zuckerrohr um 110.000  km² führen. Das bedeutet die Rodung von Naturflächen, häufig Regenwald.

Quelle:  https://www.regenwald.org/petitionen/1206/brasilien-bitte-kein-zuckerrohr-ethanol-aus-dem-regenwald (Zugriff: 2020-12-12)

Nachwachsende Rohstoffe sind land- und forstwirtschaftliche erzeugte Produkte, die nicht als Nahrungs- und Futtermittel verwendet, sondern zur Erzeugung von Wärme, Strom und Kraftstoffen genutzt werden.
Hinweis: Allein das Attribut „nachwachsend“ hat jedoch nur eine begrenzte Aussagekraft in Hinblick auf den ökologischen Fußabdruck der erzeugten Rohstoffe und den daraus hergestellten Produkten (siehe auch Mat.I).

Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-3 Zuckerrüben

 

 

 

 

 

 

 

Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-4 Zuckerrohrernte

 

Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-5 Bioethanol-Herstellung und Ausgangsstoffe Quellen bzw. Datenabgleich: BAFA, BDBe, FNR, St.BuA, ethanolrfa.org, eia.gov, afdc.gov*

Biokraftstoffe

Abb. Mat.II-6 Biodiesel-Herstellung und Ausgangsstoffe Quellen bzw. Datenabgleich: BAFA, BDBe, FNR, St.BuA, ethanolrfa.org, eia.gov, afdc.gov*

 

Zu den in den beiden Abbildungen genannten Daten ist nochmals anzumerken, dass es sich dabei fast ausschließlich um die Biokraftstoffe aus der sogenannten 1. Generation  handelt.

*Vor allem unterschiedliche deutsche Quellen zeigten teilweise stark voneinander abweichende Werte. Das betrifft vor allem die Werte von verwendetem Palmöl bei der Biodiesel-Herstellung.

Umrechnungsfaktoren:
1 t Bioethanol = 1.265,82 L. / 1 t Biodiesel = 1.136,36 L.
1000 L. Bioethanol = 0,79 t / 1000 L. Biodiesel = o,84 t

Rohstoffe zur Herstellung
von Bioethanol / Biodiesel
Rohstoff Biomasseertrag (ca. t/ha) erforderliche Biomasse pro Liter (ca. kg/L)
Mais 9,0 2,4
Weizen 7,2 2,6
Roggen 4,9 2,4
Triticale 5,6 2,5
Zuckerrüben 58,0 9,3
Zuckerrohr 73,0 11,4
Rapsöl 3,5 2,2
Sojaöl 2,9 4,6
Palmöl 20,0 4,5

Tab.1 Rohstoffe / Bioethanol u. Biodiesel-Herstellung
Quellen: https://wissenwiki.de/Bioethanol    https://wissenwiki.de/Biodiesel

1. Diese Aufgabe lässt sich zumindest in Ansätzen auch ohne genaue Kenntnisse über die verschiedenen Biokraftstoffe  beantworten. Sie bezieht sich allerdings in erster Linie auf die Biokraftstoffe der 1. Generation.

Begründe, warum die folgende Stichwortauswahl zu Diskussionen über die Biokraftstoffe führen kann:
Monokulturen, Lebensmittelproduktion, Artenvielfalt, Ressourcenverbrauch

Genauere Informationen zu diesen u.a. Begriffen finden sich übrigens im Mat.I .

Ausführliche Informationen zur Produktion in den Jahren 2020/21 liefert die folgende Quelle zum globalen Markt für Öl- und Proteinpflanzen (englisch):
https://www.ufop.de/files/7216/1649/5848/UFOP_SupplyReport_2020-2021__120321.pdf   (Zugriff)

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