Wie man Kraftstoff aus Stroh und Algen gewinnt

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Biokraftstoffe haben es nicht leicht: Debatten um Nachhaltigkeit und die Tank-Teller-Diskussion kratzen am Image. Biokraftstoffe aus Stroh und Algen könnten dieses Problem lösen.

Im Jahr 2013 wurden insgesamt 672.028 Tonnen Bioethanol in Deutschland produziert. Das sind 9,6 Prozent mehr als im Jahr 2012, wie der Bundesverband der deutschen Bioethanolwirtschaft (BDBe) angibt. Im Jahr 2013 ist nach Angaben des BDBe die Produktion von Bioethanol aus Industrierüben um 5,2 Prozent auf 267.074 Tonnen gestiegen. Das entspreche einem Anteil von 40 Prozent an der gesamten Bioethanolerzeugung. Aus Futtergetreide wurden 404.954 Tonnen Bioethanol hergestellt, ein Plus von 12,8 Prozent im Vergleich zum Vorjahr.

Tank statt Kompost: Sunliquid-Verfahren

Für die Herstellung von Bioethanol aus zucker- und stärkehaltigen Pflanzen gibt es bereits gängige Verfahren. Doch die Biokraftstoffe der ersten Generation stehen oft in der Kritik: Ihnen wird vorgeworfen, in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion sowie zu Anbauflächen zu stehen.

Daher will man künftig stärker auf innovative Verfahren im Bereich zellulosehaltiger Pflanzenbestandteile (Stroh, Holz) setzen. Ziel dieser Forschungen für Biokraftstoffe der sogenannten zweiten Generation ist es, die gesamte Pflanze für die Produktion zu nutzen. Dadurch kann eine höhere Feldausbeute (Kraftstoff pro Hektar) als bei Biodiesel oder Bioethanol der ersten Generation erzielt werden. Wird das Ethanol aus pflanzlichen Abfällen wie Holz, Stroh oder Ganzpflanzen hergestellt, bezeichnet man es auch als Zellulose-Ethanol oder Lignozellulose-Ethanol. Im Gegensatz zum herkömmlichen Bioethanol besitzt Cellulose-Ethanol eine bessere CO2-Bilanz und konkurriert nicht mit der Lebensmittelindustrie, wie die Springer-Autoren im Kapitel "Biokraftstoffe" (Seite 219) aus dem Buch Nachhaltige Energiesysteme erläutern.

So arbeitet zum Beispiel Mercedes-Benz mit den Spezialchemie-Unternehmen Clariant und Haltermann zusammen, um Bioethanol der zweiten Generation in einem Flottentest auf die Straße zu bringen. Das Pilotprojekt bringt einen neuen Biokraftstoff in den Tank: sunliquid20 ist Superbenzin mit 20 Prozent Zellulose-Ethanol. Die Besonderheit: dieser wird aus Agrar-Reststoffen wie beispielsweise Stroh hergestellt. Innerhalb der nächsten zwölf Monate können die Fahrzeuge der Mercedes-Benz Testflotte an einer speziell dafür eingerichteten werksinternen Tankstelle in Stuttgart-Untertürkheim mit dem neuen Kraftstoff betankt werden. Mit Zellulose-Ethanol könnte rund ein Viertel des für 2020 prognostizierten europäischen Benzinbedarfs gedeckt werden, sagt Udo Hartmann, Leiter Konzernumweltschutz bei Daimler. Das sogenannte Sunliquid-Verfahren zur Herstellung von Zellulose-Ethanol aus Agrar-Reststoffen wird detailliert im Artikel "Zellulose-Ethanol aus Agrar-Reststoffen" aus der MTZ 4-2103 beschrieben.

Treibstoff aus dem Meer

Es gibt jedoch auch andere Ansätze zur Gewinnung von Biokraftstoffen. Zum Beispiel liefern Algen Biokraftstoff. Was Algen aus Sicht des Klimaschutzes so attraktiv macht, ist die Fähigkeit CO2 zu binden und ihn wesentlich schneller als Bäume und Energiepflanzen in Biomasse umzuwandeln. Bisher gilt die Herstellung von Kraftstoffen aus Algen aber als relativ teuer. Wie die Gewinnung von Algenkraftstoff wirtschaftlich werden kann, erforschen daher das Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft der Technischen Universität Hamburg in enger Zusammenarbeit mit E.ON Hanse AG sowie den Universitäten Hamburg, Erlangen und Busan/Südkorea. Ziel des Projekts ist es, mit einem Bioraffinerie-Konzept auch die Nebenprodukte, die bei der Kultivierung und Nutzung von Algen anfallen, weiter zu verwerten. Damit soll die Gewinnung von Algenkraftstoff wirtschaftlich werden.