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Biokraftstoffe: Wie umweltfreundlich sind HVO-Kraftstoff und Biodiesel?

06. Juli 2023 von

Nicht nur für Autos sind Biokraftstoffe interessant, ihr Einsatz könnte sich auch auf Schiffe, Flugzeuge und Lkws ausweiten. Das würde eine Menge CO2 sparen und einen bedeutenden Beitrag leisten, den Klimawandel aufzuhalten. Alles rund um das Thema Biokraftstoff erfahren Sie, wenn Sie weiterlesen.

⏰  Kurz zusammengefasst

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Was ist Biokraftstoff und welche synthetischen Kraftstoffe gibt es?

Egal auf welchem Wege man mobil ist, ob auf der Straße, auf Schienen, in der Luft oder auf Schiffen, Biokraftstoffe können überall einen Beitrag zur CO2-Reduzierung leisten. Der Biokraftstoff wird in Deutschland hauptsächlich aus heimischer Biomasse hergestellt. Wenn man sich speziell Biodiesel ansieht, besteht dieser vor allem aus Raps.

Doch was ist Biokraftstoff eigentlich genau? Der Rohstoff der zur Herstellung verwendet wird, ist biologischen Ursprungs und kommt meist von Pflanzen. Es gibt verschiedene Biomassen mit welchen man Kraftstoff herstellen kann. Einige Beispiele sind Raps, Soja, Ölpalmen, Zuckerrohr und Rüben. Aber auch Bioabfälle oder Holz eignen sich zur Herstellung bestimmter Biokraftstoffe.

Was gibt es für Biokraftstoffe?

Momentan gibt es in Deutschland folgende Biokraftstoff-Arten:

Pflanzenöl-Kraftstoff:

Pflanzenöl kann als Kraftstoff für Dieselmotoren eingesetzt werden, was in Deutschland meist aus Raps hergestellt wird. Will man sein Dieselfahrzeug mit Rapsöl fahren, muss man den Motor allerdings umbauen lassen, weil dieser sonst Schaden nehmen könnte. Vor allem lohnenswert ist ein Umbau in der Landwirtschaft, weil der Raps-Treibstoff hier steuerfrei ist. Das gilt für den Straßenverkehr leider nicht mehr, seit 2013 ist das Steuerniveau für Pflanzenöl-Treibstoff auf das Niveau anderer Treibstoffe angehoben worden.

Wer sich dennoch dafür entscheidet, muss leider mit einem sehr dünnen Netz an Pflanzenöl-Tankstellen in Deutschland rechnen.

HVO-Kraftstoff:

Immer wieder hört man von HVO-Kraftstoff. Die Abkürzung steht für “Hydrotreated Vegetable Oil” – also “hydriertes Pflanzenöl”. Hierbei handelt es sich auch um einen Dieselkraftstoff, der aus Abfällen, Ölen und Fetten aus Reststoffen von beispielsweise gebrauchtem Speiseöl besteht. HVO-Kraftstoff kann in verschiedenen Mischungen mit beispielsweise fossilem Diesel verwendet werden, ist aber auch in Reinform erhältlich.

Aktuell kann sogar schon HVO getankt werden – und zwar bei der Tankstellenkette Classic gibt es “KlimaDiesel 25” im Sortiment. Das bedeutet, dass 33 Prozent des Kraftstoffes aus altem Pflanzenöl besteht und damit 25 Prozent CO2 eingespart werden kann. Für einen “KlimaDiesel 90”, der zu 100 Prozent aus Pflanzenöl besteht und bis zu 90 Prozent CO2 einsparen würde, muss erst noch die Bundesemissionsschutzverordnung entsprechend angepasst werden.

Biodiesel:

Der sogenannte Biodiesel besteht im Großteil von Europa aus einer Mischung aus Rapsöl und Methanol. Durch eine chemische Reaktion entsteht eine Verbindung, die sich Methylethylester nennt und ähnliche Eigenschaften wie konventioneller Diesel aufweist und sich außerdem leicht mit diesem mischen lässt. Wer an der Tankstelle Diesel tankt, hat schon jetzt einen Biodiesel-Anteil von ca. 7 Prozent im Tank, ein Umbau, der das Tanken von reinem Biodiesel ermöglichen würde, ist finanziell wenig rentabel. Wer Diesel-Auto fahren, aber neben dem Biodiesel einen weiteren kleinen Beitrag zum Umweltschutz leisten will, kann einen Diesel-Hybriden in Betracht ziehen.

Bioethanol:

Bioethanol kennen wir alle, denn es ist im Grunde nichts anderes als ganz gewöhnlicher Alkohol. Dieser entsteht wie der Alkohol in Bier oder Wein ebenfalls, wenn Zucker zu Alkohol vergärt. Bioethanol kann als Ersatz für Benzin genutzt werden und Otto-Motoren antreiben. Allerdings ist auch hier wieder eine technische Anpassung des Motors nötig, da der Alkohol manche Bauteile angreifen kann.

Tankstellen, die bis 2015 eine Mischung aus 85 Prozent Bioethanol und 15 Prozent Benzin anboten, sind komplett weggefallen, als die Steuererleichterungen ausliefen. Aktuell gibt es den Kraftstoff Super E10, der zu 90 Prozent aus herkömmlichem Benzin und 10 Prozent Ethanol besteht. Im normalen Super-Benzin sind 5 Prozent Bioethanol enthalten.

Biomethan:

Für die Herstellung von Biomethan werden organische Materialien vergoren, was von Mais über Stroh aber auch Gülle sein kann. Dieses Biomethan stammt meist aus Biogasanlagen und kann als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge genutzt werden. Der Vorteil von Biomethan im Vergleich mit anderen Biokraftstoffen ist, dass mit den für die Produktion angebauten Pflanzen auf der gleichen Fläche mehr Energie produziert werden kann.

Aktuell fahren aber nur wenige Autos mit Erdgas-Antrieb in Deutschland umher, was an der schlechten Tankstellenabdeckung liegt. Tankstellen, die reines Biomethan anbieten, gibt es nur sehr wenige.

Biokraftstoffe: eine nachhaltige Alternative zum konventionellen Sprit?

Biokraftstoffe gehören zu den synthetischen Kraftstoffen, weil sie chemisch hergestellt werden. Welcher alternative Antrieb der beste ist – Elektro, Wasserstoff oder synthetischer Kraftstoff – wird sich in Zukunft zeigen.

Man fokussiert sich in Deutschland und auch in Europa nicht nur auf Strom, also den Einsatz von E-Autos, sondern auch auf fortschrittliche Biokraftstoffe. Für die Kraftstoffproduktion dürfen demnach nur Rohstoffe verwendet werde, die nicht für die Nahrungs- oder Futtermittelproduktion geeignet sind. Aus diesem Grund handelt es sich meist um Abfallstoffe, die hauptsächlich zur Produktion von Biomethan verwendet werden.

Die Wettbewerbs- und Randbedinungen für Biomethan sind aktuell nicht schlecht, sodass man Biokraftstoffe durchaus als Alternative zu konventionellem Sprit ansehen kann. Vor allem, weil die Biokraftstoffe, die aktuell in Deutschland registriert sind, im Schnitt bis zu 80 Prozent weniger CO2 ausstoßen als Benzin oder Diesel.

Wie werden Biokraftstoffe hergestellt?

Das Herstellungsverfahren für die verschiedenen Biokraftstoffe ist sehr ähnlich, hier gehen wir Beispielhaft auf die Herstellung von Biodiesel ein.

Wie wir bereits wissen, wird für Biodiesel hauptsächlich Raps verwendet. Die Rapssamen werden im ersten Schritt in einer Ölmühle gepresst oder gemahlen. Aus 100 Prozent Rapssamen erhält mann dann 40 Prozent Öl und 60 Prozent Pressrückstand. Dieser Rücksstand wird aufgrund seines hohen Eiweißgehalts als Futtermittel verwendet.

Das gewonnene Pflanzenöl wird dann zur Produktion von Biodiesel verwendet. Als zweiten Schritt wird das Öl chemisch umgewandelt, was man auch als Umesterung bezeichnet. Diese Umwandlung ist notwendig, weil das Öl eine molekulare Struktur aufweist, die nicht in serienmäßigen Dieselmotoren als Kraftstoff fungieren kann.

Bleiben wir bei der Umesterung. Hier wird dem Öl Methanol zugegeben und beides wird in einen Rührkessel mit Wärmetauscher gegeben. Bei Temperaturen von 50°C bis 65°C wird das Gemisch dann mehrere Stunden lang gerührt. Danach muss es abkühlen und es setzt sich am unteren Bereich des Absetztanks eine schwerere Schicht ab, die aus Glycerin und Nebenprodukten besteht. Oben schwimmt der Roh-Biodiesel, der nun in mehreren Schritten gereinigt werden muss.

Welche Vorteile haben Biokraftstoffe?

Diese Frage ist nicht so einfach zu beantworten. Die Umwelt wird natürlich mehr geschont, wenn man zur Herstellung von Treibstoffen nachwachsende Rohstoffe anstelle von fossilen Energieträgern verwendet. Biokraftstoffe weisen einen geringeren Kohlenstoffgehalt auf, was umweltschonender ist.

Allerdings muss auch auf die erforderlichen Ackerflächen eingegangen werden, die dann für die Nahrungsmittelproduktion fehlen. Wirklich umweltfreundlich ist Biokraftstoff eigentlich nur, wenn er aus Abfallstoffen hergestellt wird. Autos, die mit Biokraftstoff betankt werden, haben darüber hinaus kaum Aussicht auf eine bessere Einstufung hinsichtlich der Umweltplakette.

Welche Nachteile haben Biokraftstoffe?

Ein Kraftstoff aus Pflanzenöl wird in Europa hauptsächlich aus Raps, Soja oder Ölpflanzen hergestellt, Bioethanol basiert auf Weizen und Zuckerrüben, in Nordamerika ist es Mais und in Südamerika hauptsächlich Zuckerrohr. Was fällt Ihnen auf? Genau – all diese Pflanzen sind gleichzeitig auch Lebensmittel und nutzen wertvolle Ackerflächen, um dann im Tank von Autos zu landen.

Wenn es zu wenig Fläche zum Anbau von Lebensmitteln gibt, kann das zu einer Preiserhöhung führen. Auch die Entwicklung der Spritpreise ist dabei nicht zu vernachlässigen. Die zweite Konsequenz könnte sein, dass die Anbauflächen ausgeweitet werden, was nicht selten in der Rodung von Regenwäldern, der Trockenlegung von Mooren oder ins Eindringen in andere Schutzgebiete mündet.

Außerdem ist nicht wirklich sicher, ob die Einsparung der Treibhausgase durch Biokraftstoffe wirklich so hoch ist, wie angenommen. Der Anbau von sogenannten Energiepflanzen für die Produktion von Kraftstoffen wird auch in der Europäischen Union mittlerweile kritisch gesehen, und dennoch soll der Anteil erneuerbarer Energien im Verkehr weiter steigen.

Haben Biokraftstoffe eine Zukunft?

Die Fokussierung auf Elektrofahrzeuge ist aus Klimaschutzgesichtspunkten nachvollziehbar und nötig. Dennoch werden wir auch nach dem Verbrenner-Verbot 2035 nicht vollends auf Kraftstoff verzichten können. Deshalb ist es wichtig, die Entwicklung von Biokraftstoffen weiter voranzutreiben, damit vor allem in Bereichen mit hohem Kraftstoffverbrauch wie Schiff- und Luftfahrt, der CO2-Ausstoß weiter reduziert werden kann.

Ein noch sehr neuer Ansatzpunkt für Biokraftstoff sind Algen. Diese Pflanzen sind ein Allroundtalent, denn man kann sowohl Biodiesel, Bioethanol als auch Biomethan mit ihnen produzieren. Und der Ertrag ist außerdem um einiges höher als bei Raps oder Mais. Ein weiterer Vorteil liegt an der Bodennutzung, denn Algen wachsen nicht auf Ackerflächen, sondern in großen Tanks.

Aktuell ist die Produktion von Kraftstoff aus Algen aber noch sehr teuer, weil der Aufwand sehr hoch ist. Man forscht aber weiter daran, damit man irgendwann vor allem klassisches Kerosin durch Biokerosin aus Algen ersetzen kann.

Häufige Fragen zu Biokraftstoffen

Das Thema Biokraftstoffe ist umfangreich. Deshalb haben wir hier nochmal Antworten auf häufige Fragen.

Was sind Biokraftstoffe?

Als Biokraftstoff darf sich bezeichnen, was als Rohstoff zur Herstellung biologischen Ursprungs ist. Am häufigsten werden die Biomassen von Raps, Soja oder Rüben zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet.

Wie umweltfreundlich sind Biokraftstoffe wirklich?

Vergleicht man Biokraftstoffe mit herkömmlichen Kraftstoffen, dann ist positiv zu erwähnen, dass bei der Verwendung weniger Treibhausgase ausgestoßen werden und natürlich kein fossiles Erdöl verbraucht wird. Wenn man es so betrachtet, dann tragen Biokraftstoffe dazu bei, die sowieso schon geringen Erdölvorkommen zu schonen.

Allerdings braucht man für Biokraftstoffe eine große Menge an Biomasse, die aktuell noch nicht allein aus Abfallprodukten gewonnen werden kann. Somit muss zusätzliche Anbaufläche für Raps und Co. geschaffen werden, die oft in Ländern geschaffen wird, die dafür Regenwälder abholzen oder Sumpfgebiete trocken legen müssen. Damit ist der Biokraftstoff im Gesamten noch nicht so umweltfreundlich, wie man denkt.

Wie teuer sind Biotreibstoffe im Vergleich zu Benzin und Diesel?

Momentan kann man mit dem Preis für Biotreibstoff noch niemanden von seiner Nutzung überzeugen. Aktuell ist der Preis ca. fünf Mal so hoch wie herkömmliches Benzin oder Diesel. Bei einer höheren Produktion sollten die Preise aber sinken.