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COVERSTORY 2. ALTERNATIVE ZU BENZIN: BIOETHANOL In Schweden, dem führenden Land in der Bioethanolproduktion in Europa, gibt es so genannte E85-Fahrzeuge, welche mit einem 85%-Ethanol/15%-Benzin-Gemisch betrieben werden. Weitere bedeutende Bioethanol-Erzeuger sind Russland und Frankreich. Der weltweit größte Produzent von Bioethanol ist Brasilien, wo reine Bioethanol-Fahrzeuge im Einsatz sind und Benzin-Fahrzeuge ersetzen. Weltweit werden ca. 33 Mrd. Liter Ethanol hergestellt, wovon 42 Mio. Hektoliter (13 %) auf die europäischen Länder entfallen. Am Weltmarkt ist heute brasilianisches Bioethanol bereits billiger als Benzin. Zurzeit gibt es in Österreich noch keine Bioethanolerzeugung, jedoch sind in Zukunft einige Anlagen geplant. Für die Produktion von Bioethanol werden neben stärkehaltigen Pflanzen wie Weizen, Roggen und Mais in Europa auch Zuckerrohr und -rüben verwendet. In Lateinamerika ist das Zuckerrohr, in Nordamerika hingegen der Mais von großer Bedeutung. Als Bioethanol bezeichnet man durch Gärung aus Biomasse gewonnenes Ethanol. Das Getreide (z. B. Weizen) wird zerkleinert und unter Zugabe von Enzymen auf eine Temperatur von 90 °C erhitzt und verflüssigt. Die somit entstandene Maische wird mit technischen Verzuckerungsenzymen versetzt, die Stärke wird dabei in Zucker umgewandelt. Nachdem die Maische auf eine Temperatur von ca. 20 °C heruntergekühlt wurde, wird sie mit Hefe fermentiert. Bei der darauf folgenden Gärung mit einer Dauer von 80–90 Stunden entsteht aus dem Zucker der Maische Kohlendioxid und Alkohol mit maximal 18 Vol.-%. Die Maische wird nun gekocht und das Ethanol verdampft. Bei der Destillation wird aus dem Ethanol- Wasser-Gemisch reiner Alkohol gewonnen – das Bioethanol. Bei der Bioethanol-Herstellung aus Getreide entsteht als Nebenprodukt „DDGS“ (Distillers Dried Grains with Solubles), ein hochwertiges Eiweißfuttermittel, welches große Bedeutung für die Futtermittelindustrie hat. Bioethanol kann normalem Benzin beigemischt werden, das heißt Abnehmer finden sich bei den Mineralölkonzernen, Tankstellen, Transportunternehmen etc. Grundsätzlich gibt es in der Praxis keinen Unterschied zum bisherigen Tankverhalten, Ethanol lässt sich wie herkömmlicher Ottokraftstoff handhaben. So ist eine Beimischung von bis zu 5 % Ethanol zu Benzin ohne Probleme möglich. Bei einem Kraftstoffanteil von mehr als 5 % hingegen müssen die Motoren werkseitig dafür vorbereitet werden. Die Markteinführung der bioethanoltauglichen Autos in Schweden erfolgte 2001, mittlerweile sind 15.000 Ethanol-Fahrzeuge in Betrieb. Ethanol (E-85, 85 % Bio-Ethanol, 15 % Benzin) ist dort an mehr als 250 öffentlichen Tankstellen verfügbar, zudem an vielen Firmentankstellen zur Bedienung eigener Fuhrparks. Die Zahl der schwedischen Bioethanol- Tankstellen soll bis zum Jahr 2006 auf 600 steigen. Die CO 2 -Emissionen – ganzheitlich über den gesamten Lebenszyklus betrachtet – liegen um bis zu 80 % unter den CO 2 -Emissionen im Benzinbetrieb. 3. ALTERNATIVEN ERDGAS UND BIOGAS (CNG) Erdgas ist ein fossiler Treibstoff, der im Vergleich zu Benzin weniger knapp und leichter zu transportieren ist und zudem erhebliche Kostenvorteile bietet. Als Rohstoff für die Erzeugung von Biogas steht eine große Palette an Einsatzstoffen zur Verfügung. Das sind vorwiegend nachwachsende Rohstoffe in Form von Maissilage, Grassilage und Getreide sowie Speisereste, biomassehältige Abfälle, Klärschlamm, Gülle und Mist. Aus einem Hektar Mais ist es möglich, zwei kW Leistung bzw. 16.000 kWh Energie zu produzieren. Gemessen an der notwendigen Anbaufläche bietet Biogas großes Potenzial. So kann aus einem Hektar Mais rund viermal so viel Energie in Form von Biogas wie aus einem Hektar Raps Biodiesel gewonnen werden (Umweltbundesamt 2005). Biogas entsteht beim bakteriellen Abbau von den oben genannten Rohstoffen unter Licht- und Luftabschluss in einem Faulbehälter und enthält Methan (CH4). Der Methangehalt ist im Wesentlichen abhängig vom verwendeten Material und bewegt sich zwischen 52 % und 70 %. Zum Vergleich beträgt der Methangehalt bei reinem Erdgas bis zu 99 %. Das Biogas wird gesammelt und gereinigt und danach seiner weiteren Verwendung zugeführt. Neben dem brennbaren Biogas, das zur Energieerzeugung und (nach entsprechender Aufbereitung) als Treibstoff eingesetzt werden kann, entsteht hochwertiger Dünger. Biogas kann ins bestehende Erdgasnetz – nach vorangegangener Aufbereitung auf Erdgasqualität – eingespeist werden. Eine Beimischverordnung für Biogas – analog zu Biodiesel – ist geplant. Als Treibstoff wird (Bio)gas in komprimierter Form 16 Leas•mich
(CNG = Compressed Natural Gas) angeboten. Der Anteil von Biogas bei CNG ist noch gering, dieser soll in den folgenden Jahren deutlich erhöht werden. Erdgas-Kfz werden von einigen Herstellern ab Werk angeboten und sind seit Jahrzehnten am Markt (weltweit), die Motortechnologie bildet ein optimierter Benzinmotor. Die Emissionen sind im Vergleich zu Diesel-/Benzin-Fahrzeugen deutlich geringer, z. B. 99 % weniger Ruß-Ausstoß im Vergleich zu Dieselfahrzeugen. Gemessen an der Reichweite fährt man mit Erdgas/Biogas im Durchschnitt zu den halben Treibstoffkosten eines Benzinmotors. Sicherheit und Handhabung der Fahrzeuge sind mit jener von Benzinfahrzeugen zu vergleichen. Das Parken in Tiefgaragen ist grundsätzlich möglich, etwaige bestehende Einfahr-Verbote wurden vor Jahren für Flüssiggas-Kfz geschaffen, allerdings ist die Gesetzgebung teilweise unscharf und im Zweifelsfall muss eine Klärung mit dem Eigentümer erfolgen, eine einheitliche Regelung wird angestrebt. Bivalente Kfz besitzen zwei Tanks (Gas und Benzin) und können – sollte der Erdgastank leer sein – mit Benzin weitergefahren werden. Das ermöglicht bereits heute das Nutzen der Vorteile der Erdgas-Technologie. Das Distributionsnetz – zurzeit ca. 40 Tankstellen in Österreich – wird in den nächsten Jahren stark an Dichte zunehmen, besonderes Engagement ist diesbezüglich seitens der Gasversorger und verschiedener CNG-Plattformen erkennbar. Eine Erdgas-Tankstellen-Übersicht finden Sie unter: www.erdgasautos.at unter „Tanken“. … BEIM AUTO DER ZUKUNFT messen Industrie und Verbraucher hingegen auch ökologischen und ökonomischen Aspekten immer größere Bedeutung bei. 4. ALTERNATIVE SYNTHETISCHE TREIBSTOFFE Synthetische Kraftstoffe aus Biomasse sind eine verhältnismäßig junge, am Markt noch nicht verfügbare Entdeckung. Doch schon heute verknüpfen sich mit BtL-Kraftstoffen, die auch als Synfuel oder Sunfuel ® bezeichnet werden, große Erwartungen. Für die Herstellung von BtL- Kraftstoffen können verschiedenste Biorohstoffe genutzt werden. Die Palette erstreckt sich von ohnehin anfallenden Reststoffen wie Stroh und Restholz auch auf Energiepflanzen, die eigens für die Kraftstofferzeugung angebaut und vollständig verwertet werden. Schätzungen gehen davon aus, dass auf einem Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche umgerechnet etwa 4.000 Liter BtL-Kraftstoffe erzeugt werden können. Damit lassen sich in Zukunft etwa 20–25 % des gesamten Kraftstoffbedarfs in Deutschland ersetzen – für Europa werden die Potenziale noch wesentlich höher angesetzt. Damit können BtL-Kraftstoffe ganz erheblich zur Substitution von fossilen Kraftstoffen beitragen. 5. ALTERNATIVE HYBRIDANTRIEB Bei Hybridantrieben (z. B. Toyota Prius) wird ein benzinbetriebener Verbrennungsmotor mit einem Elektromotor kombiniert. Dabei werden die Vorteile der jeweiligen Antriebe optimal ausgenützt und die Nachteile kompensiert. Während der Fahrt wird permanent der optimale Betriebsmodus automatisch ausgewählt. Der Elektromotor nutzt beim Anfahren Energie aus der Batterie, um das Fahrzeug anzutreiben. Ist der Batteriestand niedrig oder die Geschwindigkeit höher, setzt der Benzin-Antrieb ein und lädt dabei die Batterie auf. Die Batterie wird auch beim Bremsen oder während des Verzögerns durch den Elektromotor (dieser wirkt in diesen Fällen als Generator) geladen. Wenn Höchstleistung gefragt ist, speist die Batterie zusätzliche Energie in das System ein, um Benzinund Elektromotor wirkungsvoll zu unterstützen. Die Folge sind geringerer Kraftstoffverbrauch und damit auch weniger Schadstoff-Emissionen. Vor allem dort, wo der Benzinmotor ineffizient ist (Stadt, stop-and-go), bringt der Elektromotor große Vorteile. Interessieren Sie sich für Öko-Autos? Ihr Ansprechpartner in der Raiffeisen-Leasing: Gerhard Strasser, Tel. 01/716 01-8081, E-Mail: gerhard.strasser@rl.co.at NUMMER 3|OKTOBER 2006 17
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COVERSTORY<br />
2. ALTERNATIVE ZU BENZIN:<br />
BIOETHANOL<br />
In Schweden, dem führenden Land<br />
in der Bioethanolproduktion in Europa,<br />
gibt es so genannte E85-Fahrzeuge,<br />
welche mit einem 85%-Ethanol/15%-Benzin-Gemisch<br />
betrieben<br />
werden. Weitere bedeutende Bioethanol-Erzeuger<br />
sind Russland und<br />
Frankreich. Der weltweit größte Produzent<br />
von Bioethanol ist Brasilien,<br />
wo reine Bioethanol-Fahrzeuge im<br />
Einsatz sind und Benzin-Fahrzeuge<br />
ersetzen. Weltweit werden ca. 33<br />
Mrd. Liter Ethanol hergestellt, wovon<br />
42 Mio. Hektoliter (13 %) auf die europäischen<br />
Länder entfallen. Am<br />
Weltmarkt ist heute brasilianisches<br />
Bioethanol bereits billiger als Benzin.<br />
Zurzeit gibt es in Österreich noch<br />
keine Bioethanolerzeugung, jedoch<br />
sind in Zukunft einige Anlagen geplant.<br />
Für die Produktion von Bioethanol<br />
werden neben stärkehaltigen Pflanzen<br />
wie Weizen, Roggen und Mais in<br />
Europa auch Zuckerrohr und -rüben<br />
verwendet.<br />
In Lateinamerika ist das Zuckerrohr,<br />
in Nordamerika hingegen der<br />
Mais von großer Bedeutung.<br />
Als Bioethanol bezeichnet man<br />
durch Gärung aus Biomasse gewonnenes<br />
Ethanol. Das Getreide (z. B.<br />
Weizen) wird zerkleinert und unter<br />
Zugabe von Enzymen auf eine Temperatur<br />
von 90 °C erhitzt und verflüssigt.<br />
Die somit entstandene Maische<br />
wird mit technischen Verzuckerungsenzymen<br />
versetzt, die Stärke wird<br />
dabei in Zucker umgewandelt. Nachdem<br />
die Maische auf eine Temperatur<br />
von ca. 20 °C heruntergekühlt<br />
wurde, wird sie mit Hefe fermentiert.<br />
Bei der darauf folgenden Gärung mit<br />
einer Dauer von 80–90 Stunden entsteht<br />
aus dem Zucker der Maische<br />
Kohlendioxid und Alkohol mit maximal<br />
18 Vol.-%.<br />
Die Maische wird nun gekocht<br />
und das Ethanol verdampft. Bei der<br />
Destillation wird aus dem Ethanol-<br />
Wasser-Gemisch reiner Alkohol gewonnen<br />
– das Bioethanol.<br />
Bei der Bioethanol-Herstellung aus<br />
Getreide entsteht als Nebenprodukt<br />
„DDGS“ (Distillers Dried Grains with<br />
Solubles), ein hochwertiges Eiweißfuttermittel,<br />
welches große Bedeutung<br />
für die Futtermittelindustrie hat.<br />
Bioethanol kann normalem Benzin<br />
beigemischt werden, das heißt Abnehmer<br />
finden sich bei den Mineralölkonzernen,<br />
Tankstellen, Transportunternehmen<br />
etc.<br />
Grundsätzlich gibt es in der Praxis<br />
keinen Unterschied zum bisherigen<br />
Tankverhalten, Ethanol lässt sich wie<br />
herkömmlicher Ottokraftstoff handhaben.<br />
So ist eine Beimischung von<br />
bis zu 5 % Ethanol zu Benzin ohne<br />
Probleme möglich. Bei einem Kraftstoffanteil<br />
von mehr als 5 % hingegen<br />
müssen die Motoren werkseitig<br />
dafür vorbereitet werden.<br />
Die Markteinführung der bioethanoltauglichen<br />
Autos in Schweden erfolgte<br />
2001, mittlerweile sind 15.000<br />
Ethanol-Fahrzeuge in Betrieb. Ethanol<br />
(E-85, 85 % Bio-Ethanol, 15 %<br />
Benzin) ist dort an mehr als 250 öffentlichen<br />
Tankstellen verfügbar, zudem<br />
an vielen Firmentankstellen zur<br />
Bedienung eigener Fuhrparks. Die<br />
Zahl der schwedischen Bioethanol-<br />
Tankstellen soll bis zum Jahr 2006<br />
auf 600 steigen.<br />
Die CO 2 -Emissionen – ganzheitlich<br />
über den gesamten Lebenszyklus betrachtet<br />
– liegen um bis zu 80 % unter<br />
den CO 2 -Emissionen im Benzinbetrieb.<br />
3. ALTERNATIVEN ERDGAS<br />
UND BIOGAS (CNG)<br />
Erdgas ist ein fossiler Treibstoff, der<br />
im Vergleich zu Benzin weniger<br />
knapp und leichter zu transportieren<br />
ist und zudem erhebliche Kostenvorteile<br />
bietet.<br />
Als Rohstoff für die Erzeugung<br />
von Biogas steht eine große Palette<br />
an Einsatzstoffen zur Verfügung. Das<br />
sind vorwiegend nachwachsende<br />
Rohstoffe in Form von Maissilage,<br />
Grassilage und Getreide sowie Speisereste,<br />
biomassehältige Abfälle,<br />
Klärschlamm, Gülle und Mist. Aus einem<br />
Hektar Mais ist es möglich, zwei<br />
kW Leistung bzw. 16.000 kWh Energie<br />
zu produzieren. Gemessen an<br />
der notwendigen Anbaufläche bietet<br />
Biogas großes Potenzial. So kann<br />
aus einem Hektar Mais rund viermal<br />
so viel Energie in Form von Biogas<br />
wie aus einem Hektar Raps Biodiesel<br />
gewonnen werden (Umweltbundesamt<br />
2005).<br />
Biogas entsteht beim bakteriellen<br />
Abbau von den oben genannten<br />
Rohstoffen unter Licht- und Luftabschluss<br />
in einem Faulbehälter und<br />
enthält Methan (CH4). Der Methangehalt<br />
ist im Wesentlichen abhängig<br />
vom verwendeten Material und bewegt<br />
sich zwischen 52 % und 70 %.<br />
Zum Vergleich beträgt der Methangehalt<br />
bei reinem Erdgas bis zu 99 %.<br />
Das Biogas wird gesammelt und<br />
gereinigt und danach seiner weiteren<br />
Verwendung zugeführt. Neben dem<br />
brennbaren Biogas, das zur Energieerzeugung<br />
und (nach entsprechender<br />
Aufbereitung) als Treibstoff eingesetzt<br />
werden kann, entsteht hochwertiger<br />
Dünger.<br />
Biogas kann ins bestehende Erdgasnetz<br />
– nach vorangegangener<br />
Aufbereitung auf Erdgasqualität –<br />
eingespeist werden. Eine Beimischverordnung<br />
für Biogas – analog zu<br />
Biodiesel – ist geplant. Als Treibstoff<br />
wird (Bio)gas in komprimierter Form<br />
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