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Biokraftstoffe

Als Biokraftstoffe werden flüssige oder gasförmige Kraftstoffe für Verbrennungsmotoren bezeichnet, die aus Biomasse hergestellt werden. Ausgangsstoffe können zum Beispiel Ölpflanzen, Getreide, Zuckerrohr, Holz oder organische Abfälle sein. Die Biokraftstoffe werden in solche der ersten und der zweiten Generation unterteilt, wobei mitunter bei Kraftstoffen aus Algen auch schon von der dritten Generation die Rede ist.

Bei den Kraftstoffen der ersten Generation wird nur ein Teil der Pflanze genutzt. Hierunter fallen vor allem Pflanzenöle, die entweder naturbelassen oder raffiniert in Verbrennungsmotoren eingesetzt werden können. Meistens wird in Deutschland hierfür Rapsöl eingesetzt. Speziell in der Landwirtschaft und in ländlichen Regionen ist dieser Biokraftstoff beliebt. Im vergangenen Jahrzehnt sorgte das Demonstrationsvorhaben „100-Schlepper-Programm“ für viel Aufsehen, in dessen Rahmen Schlepper auf den Betrieb mit reinem Pflanzenöl umgerüstet wurden.

Weiter verbreitet ist Biodiesel, ein Fettsäuremethylester, abgekürzt FAME. Er ist gemäß DIN EN 14214 normiert und wird aus Pflanzenölen – in Deutschland zumeist Raps – hergestellt. Heute wird dieser fast ausschließlich durch Beimischung zu mineralischem Dieselkraftstoff in den Verkehr gebracht, seit die Bundesregierung im Biokraftstoffquotengesetz einen Mindestanteil an Biokraftstoffen festgelegt hat. Bis zu 7 Vol.-% kann gemäß DIN EN 590 zum Dieselkraftstoff beigemischt werden, womit der Kraftstoff dann die Bezeichnung B7 trägt. B7 ist seit 2009 Standardkraftstoff für Kraftfahrzeuge mit Dieselantrieb in Deutschland.

In den letzten Jahren hat auch Hydriertes Pflanzenöl (HVO = hydrotreated vegetable oil) an Bedeutung gewonnen. Ausgangsstoffe für HVO sind beliebige Öle und Fette. Im Vergleich zu FAME handelt es sich beim Biokraftstoff HVO um einen Kohlenwasserstoff, der nahezu identisch zur chemischen Zusammensetzung von Dieselkraftstoff ist. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand. Es kann in einem beliebigen Mischverhältnis dem Dieselkraftstoff zugefügt werden, solange die Dieselkraftstoff-Norm DIN EN 590 erfüllt wird. In der Alterungsbeständigkeit ist HVO Biodiesel weit überlegen.

Neben der Verwendung als Beimischungskomponente im Dieselkraftstoff wurden bereits erste Erfahrungen als Treibstoff im Luftverkehr gesammelt. Der Einsatz als Reinkraftstoff macht, wie auch für Biodiesel, aus steuerlicher Sicht in Deutschland keinen Sinn.

Auch Bioethanol, der durch alkoholische Gärung und anschließende Destillation aus stärkehaltigen Pflanzen (vor allem Getreide, Zuckerrüben, Zuckerrohr und Mais) gewonnen wird, zählt noch zu den Kraftstoffen der ersten Generation. Die Qualität dieses Biokraftstoffes ist in der DIN EN 15376 geregelt. Unter dem Namen E5 und E10 wird Ottokraftstoff vermarktet, der einen entsprechenden Prozentsatz Ethanol enthält; die meisten heutigen Fahrzeuge können diesen Kraftstoff problemlos tanken. Aber auch Kraftstoffe mit einem höheren Ethanolanteil (E85 oder sogar E100) werden vermarktet; hierfür sind aber in der Regel Anpassungen am Fahrzeug nötig.

Zu den Kraftstoffen der zweiten Generation, die Ganzpflanzen oder organische Rest- und Abfallstoffe nutzen, zählt Biomethan. Durch eine biotische Reaktion unter Ausschluss von Luft entsteht das Methan im Fermenter einer Biogasanlage. Da das Rohbiogas nur zu rund 60 Vol.-% aus Methan besteht, muss es durch Abtrennung anderer Gase (vor allem Kohlendioxid, aber auch Schwefelwasserstoff) aufbereitet werden. Als weitgehend reines Methan ist es aus chemischer Sicht dann dem Erdgas ebenbürtig und kann somit von jedem Erdgasfahrzeug getankt werden (vgl. auch Bio-CNG).

Am komplexesten sind die Verfahren zur Gewinnung von sogenannten BtL-Kraftstoffen (Biomass-to-Liquid). Als Rohstoff kann zum Beispiel auch Holz eingesetzt werden. Im ersten Schritt wird hierbei durch Vergasung ein Synthesegas erzeugt, das anschließend z.B. per Fischer-Tropsch-Synthese verflüssigt wird. Am Markt sind BtL-Kraftstoffe aber bisher nicht konkurrenzfähig.

Das Gleiche gilt auch für Kraftstoffe aus Algen. Aus rein technischer Sicht bereiten diese Biokraftstoffe keine Probleme. Auch im Flugverkehr, wo der Einsatz erneuerbarer Energien ansonsten schwierig ist, hat es bereits erfolgreiche Versuche gegeben. Dennoch ist ein Einsatz im großen Stil aus Kostengründen vorerst nicht absehbar. 

Stand: Dezember 2015
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