Biokraftstoff

Biokraftstoff

Allgemein

Zu den Biokraftstoffen zählen reines Pflanzenöl und Biodiesel (beide ersetzen Diesel) und Bioethanol (ersetzt Ottokraftstoff). Diese Kraftstoffe werden auch als die erste Biokraftstoff-Generation bezeichnet, die bereits am Markt verbreitet ist und maßgeblich zur Verringerung von Treibhausgas-Emissionen im Verkehrsbereich beiträgt. Zur zweiten Generation zählen Biomass-to-Liquid (BtL, synthetischer Biokraftstoff; kann Diesel und Ottokraftstoff ersetzen) und Methan aus aufbereitetem Biogas (Biomethan; ist erdgasgleich und kann in Erdgasfahrzeugen eingesetzt werden). Auch Ethanol aus Lignocellulose zählt zur 2. Biokraftstoffgeneration. Diese noch nicht oder wie Biomethan nur sehr eingeschränkt am Markt verfügbaren Biokraftstoffe versprechen einige Vorteile hinsichtlich Flächeneffizienz, technischen Anforderungen und sauberer Verbrennung.

Statistik

Kraftstoffverbrauch Deutschland 2012 (Quelle: BAFA, erdgas mobil, DVFG, BMF, FNR (2013))

In 2012 wurden Deutschland 53 Mio. Tonnen Kraftstoff verbraucht. Neben Dieselkraftstoff mit 59,5% und Ottokraftstoff mit 33,3% lag der Anteil biogener Kraftstoffe bei 3,8 Mio. t bzw. 5,7 Prozent - bezogen auf den Energiegehalt.

Biodiesel bleibt mit 2,5 Mio. Tonnen der wichtigste Biokraftstoff in Deutschland. Er wird als Reinkraftstoff und vor allem über die Beimischung zu normalem Diesel genutzt. Pflanzenölkraftstoff fand ausschließlich als Reinkraftstoff in angepassten Motoren Verwendung, während Bioethanol nahezu vollständig über die Beimischung zu Ottokraftstoff vertrieben wurde. Der Bioethanolabsatz in Deutschland stieg in 2012 auf über 1,3 Mio. t.

Neben der Schonung fossiler Ressourcen spielt der ökologische Aspekt auch hier eine wichtige Rolle: Biotreibstoffe können einen erheblichen Beitrag dazu leisten, dass die vorgegebenen Ziele der CO₂-Einsparung erreicht werden können. Im Jahr 2012 wurden durch die Nutzung von Biokraftstoffen fast 5 Mio. t CO₂ -äq. eingespart.

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Biokraftstoffe in Deutschland

Entwicklung Biokraftstoffe in Deutschland (Quelle: BAFA, BMF, FNR (August 2013))

Biokraftstoffverbrauch in Deutschland 2012 (Quelle: BAFA, BMF, FNR (August 2013))

Den größten Marktanteil der in Deutschland verbrauchten Biokraftstoffe macht der meist aus Rapsöl hergestellte Biodiesel aus. Im Dieselkraftstoff „B 7“ ist er mit einem Anteil bis zu sieben Prozent enthalten. Neben der Beimischung wird Biodiesel in Nutzfahrzeugflotten als Reinkraftstoff (B100) verwendet.

Ein weiterer Rein-Biokraftstoff ist Rapsölkraftstoff. In umgerüsteten Motoren ist er vor allem in der Land- und Forstwirtschaft eine Alternative.

In dem seit 2011 erhältlichen Super-Benzin „E 10“ sind bis zu zehn Prozent Bioethanol enthalten. Ethanol, das in Deutschland vor allem aus Getreide oder Zuckerrüben erzeugt wird, ist darüber hinaus Hauptkomponente des Kraftstoffs E85, einem Gemisch aus 85 % Ethanol und 15 % Ottokraftstoff. Dieser Kraftstoff kann in sogenannten Flexible Fuel Vehicles (FFV) verwendet werden.

Neben den heute verfügbaren flüssigen Biokraftstoffe kann Biomethan als gasförmige Alternative Erdgas als Kraftstoff ersetzen. Dafür wird das Biogas aus Energiepflanzen und landwirtschaftlichen Reststoffen auf Erdgasqualität aufbereitet. In dieser Form kann es an Tankstellen über das bestehende Erdgasnetz verfügbar gemacht werden.

Besondere Erwartungen werden auf Kraftstoffoptionen gesetzt, die die Biomasse noch effizienter nutzen. Vor allem Ethanol aus Lignozellulose und synthetische Biokraftstoffe, auch BtL-Kraftstoffe (Biomass-to-Liquid) genannt, könnten dazu erheblich beitragen. So setzt die Bundesregierung große Hoffnungen auf das bioliq-Konzept – ein Verfahren, mit dem synthetische Biokraftstoffe für Diesel- und Benzinmotoren erzeugt werden. Ihr Einsatz in Pkw, Lkw und Schiffsmotoren bis hin zum Flugzeugtriebwerk ist denkbar, sie verbrennen sehr sauber und verbinden das Potenzial hoher Flächenerträge mit einer breit einsetzbaren Rohstoffpalette inklusive organischer Reststoffe. Gelingt es, diese Potenziale in der Praxis zu erschließen, können BtL-Kraftstoffe wesentliche Beiträge zur künftigen Energieversorgung leisten.
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Neben der Schonung fossiler Ressourcen spielt der ökologische Aspekt auch hier eine wichtige Rolle: Biotreibstoffe können einen erheblichen Beitrag dazu leisten, dass die vorgegebenen Ziele der CO₂-Einsparung erreicht werden können. Im Jahr 2009 wurden durch die Nutzung von Biokraftstoffen 7,6 Mio. t CO₂ eingespart.

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Die Technologien zur Nutzung der verschiedenen Biotreibstoffe sind unterschiedlich ausgereift. Auf reines Pflanzenöl beispielsweise müssen Dieselmotoren in der Regel erst angepasst werden, was mit relativ hohen Kosten verbunden ist.

Rapsölmethylester (RME) - auch Biodiesel genannt - ist dagegen seit Jahren ein marktgängiger Treibstoff. Er wird über die Veresterung aus Rapsöl hergestellt und ist normalem Dieselkraftstoff vergleichbar. Zahlreiche Fahrzeughersteller haben ihre Modelle für den Betrieb mit RME freigegeben oder bieten gesonderte Biodiesel-Pakete an - ein deutlicher Beweis dafür, dass der pflanzliche Treibstoff herkömmlichem Diesel in nichts nachsteht.

Zudem kann Biodiesel seit 2004 herkömmlichem Diesel bis zu 5 % beigemischt werden - so erlaubt es die europäische Diesel-Norm (DIN EN 590). Seit 2009 kann dem Dieselkraftstoff in Deutschland ein erhöter Anteil Biodiesel (7%) beigemsicht werden. Die Anforderungen für den so genannten B7-Kraftstoff sind in der DIN 51628 geregelt.

Auch Bioethanol, das über die Vergärung aus stärke- oder zuckerhaltigen Pflanzen gewonnen werden kann, ist als Treibstoff nutzbar. Laut Ottokraftstoffnorm (DIN EN 228) ist die Beimischung von bis zu 5 Prozent zu herkömmlichem Ottokaftstoff möglich.

Synthetische Kraftstoffe schließlich sind für den Verbraucher von normalem Benzin oder Diesel in nichts zu unterscheiden, lediglich die Rohstoffquelle ist mit fester Biomasse eine andere. Diese Treibstoffe bergen großes Potenzial, das allerdings erst erschlossen werden muss.

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Kraftstoffvergleich

Eigenschaften von Biokraftstoffen
	Dichte [kg/l]	Heizwert [MJ/kg]	Heizwert [MJ/l]	Viskosität bei 20°C [mm²/s]	Cetan- zahl	Oktan- zahl (ROZ)	Flamm- punkt [°C]	Kraftstoff- äquivalenz [l]
Dieselkraftstoff	0,83	43,1	35,87	5,0	50	–	80	1
Rapsölkraftstoff	0,92	37,6	34,59	74,0	40	–	317	0,96
Biodiesel	0,88	37,1	32,65	7,5	56	–	120	0,91
Biomass-to-Liquid (BtL) 1)	0,76	43,9	33,45	4,0	> 70	–	88	0,97
Ottokraftstoff	0,74	43,9	32,48	0,6	–	92	< 21	1
Bioethanol	0,79	26,7	21,06	1,5	8	> 100	< 21	0,65
Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether (ETBE)	0,74	36,4	26,93	1,5	–	102	< 22	0,83
Biomethanol	0,79	19,7	15,56	–	3	> 110	–	0,48
Methyl-Tertiär-Butyl-Ether (MTBE)	0,74	35,0	25,90	0,7	–	102	- 28	0,80
Dimetylether (DME)	0,67 2)	28,4	19,03	–	60	–	–	0,59
Biomethan	0,72 5)	50,0	36,00 3)	–	–	130	–	1,4 4)
Wasserstoff GH2	0,016	120,0	1,92	–	–	< 88	–	2,8

¹⁾ Werte auf Grundlage von FT-Kraftstoffen, ²⁾ bei 20°C, ³⁾ [MJ/m³], ⁴⁾ Biomethan in [kg], ⁵⁾ [kg/m³] - Quelle: FNR

TREIBHAUSGAS-EMISSIONEN

Einsparung von CO2-Emissionen 2008
durch Bioenergie gesamt	57,2 Mio. t CO2
durch Biokraftstoffe	8,33 Mio. t CO2
durch Strom aus flüssiger Biomasse	0,86 Mio. t CO2
durch Wärme aus flüssiger Biomasse	1,55 Mio. t CO2

Quelle: BMU/AGEE-Stat (Juni 2009)

RAHMENBEDINGUNGEN BIOKRAFTSTOFFE

Ziel 2010

In der Richtlinie 2003/30/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 8. Mai 2003 zur Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen oder anderen erneuerbaren Kraftstoffen im Verkehrssektor ist folgendes Ziel definiert:

5,75 % aller Otto- und Dieselkraftstoffe sollen bis zum 31. Dezember 2010 Biokraftstoffe sein¹⁾

EU-Ziel 2020

10 % erneuerbare Energien im Transportsektor

Deutschland-Ziel 2020

7% THG-Einsparung der 2020 in Verkehr gebrachten Kraftstoffe (Basis sind Referenzwerte für OK und DK, 7% THG-Reduktion entspricht einem Biokraftstoffanteil von 10 – 12%)

Für beigemischte und auf die Quote angerechnete Biokraftstoffe gibt es keine Steuerentlastung:

• Energiesteuer Dieselkraftstoff: 47,04 Cent/l
• Energiesteuer Ottokraftstoff: 65,45 Cent/l

Energiesteuergesetz (EnergieStG)
Jahr	Biodiesel	Pflanzenöl
	(Energiesteuer in Cent/l)
Aug. 2006	9,00	0,00
2007	9,00	2,15
2008	14,88	9,85
2009	18,29	18,25
2010	24,50	26,33
2011	30,41	33,22
2012	42,22	45,03
2013	45,03	45,03
2014	45,03	45,03

Der Einsatz von Biokraftstoffen in der Landwirtschaft ist steuerbefreit.

Besonders förderwürdige Biokraftstoffe

• Ethanol mit einem Ethanolanteil von 70 – 90 %, z. B. E85 (steuerbegünstigt hinsichtlich des Ethanolanteils)
• Biomethan als Reinkraftstoff (steuerbefreit bis 2015)
• BtL und Ethanol aus Cellulose (steuerbefreit bis 2015)

Kraftstoffbedarfsprognose Deutschland 2003–2025

Kraftstoffbedarf: Entwicklung und Prognose 2003 - 2025 (Quelle: Mineralölwirtschaftsverband - Ölprognose 2006) (Quelle: FNR)

Dank effektiverer Technologien wird der Kraftstoffbedarf Deutschland in den nächsten Jahren merklich sinken. Vor allem bei Ottokraftstoffen wird sich das bemerkbar machen. Wurden 2003 noch 25.900 t Ottokraftstoff benötigt, werden es 2025 nur noch 13.600 t sein.

Quelle

• www.fnr.de / Daten und Fakten - Stand: 09.05.2010
• www.bio-kraftstoffe.info
• Flyer: "Biokraftstoffe Basisdaten Deutschland" - Stand: Oktober 2009

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