Kastenhuber Bioethanol – Kraftstoff der Zukunft?

Ganzheitliche Analyse und empirische Erhebung über die Zukunftschancen des Kraftstoffs Bioethanol
1. Auflage 2007
ISBN: 978-3-8366-0290-7
Verlag: Diplomica Verlag
Format: PDF
Kopierschutz: Kein

E-Book, Deutsch, 176 Seiten

Für das Jahr 2007 erwarten Klimaforscher die höchsten Jahrestemperaturen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Studien des IPCC, die im Auftrag der Vereinten Nationen den Klimawandel erforschen, kommen zu dem Schluss, dass sollte der Ausstoß von Treibhausgasen, hauptsächlich CO2, nicht sinken, die Temperaturen in den nächsten 100 Jahren um bis zu sechs Grad steigen werden. Ein Großteil der CO2-Emissionen wird im Transportsektor verursacht. Fast die Hälfte des weltweit geförderten Erdöls fließt in den Verkehrsbereich. Daher hat das Europäische Parlament im März 2003 eine EU-Biokraftstoffrichtlinie verabschiedet, wonach bis zum Jahr 2010 biogene Kraftstoffe einen Mindestanteil von 5,75 % des gesamten Kraftstoffverbrauchs erreichen sollen. In diesem Buch soll nun der Frage nachgegangen werden, auf welche Weise und mit welchen ökonomischen wie ökologischen Begleitumständen Bioethanol, ein aus Pflanzen gewonnener Alkohol, herkömmliche Kraftstoffe ersetzen kann. Zusätzlich wird in einer eigenen empirischen Erhebung ermittelt, wie weit dass Treibstoffsubstitut Bioethanol bei deutschen Autofahrern bekannt ist und auf welchen Grad der Akzeptanz es stößt. Neben verschiedenen Technologien zur Alkoholgewinnung und den daraus resultierenden Raumansprüchen sowie preislichen Aspekten wird detailliert dargelegt, welche Akteure und unternehmerischen Einflussgruppen an den jeweiligen Realisierungsprozessen zur Bioethanolgewinnung beteiligt sind und von welchen langfristigen Überlegungen sie dabei geleitet werden. Der regulative Einfluss sowie die Intentionen der gesetzgebenden Institutionen werden dabei ebenfalls ausführlich berücksichtigt.

Autoren/Hrsg.

Kastenhuber, Martin

Inhaltsverzeichnis

1;Der Autor;4
2;Inhaltsverzeichnis;6
3;Abbildungsverzeichnis;10
4;Tabellenverzeichnis;12
5;Abkürzungsverzeichnis;13
6;1 Einleitung;16
6.1;1.1 Einführung;16
6.2;1.2 Definitionen;18
6.3;1.3 Pro und Contra Bioethanol;20
7;2 Bioethanolkonzepte in außereuropäischen Ländern;22
7.1;2.1 Brasilien;22
7.1.1;2.1.1 Das Proálcool-Programm;22
7.1.2;2.1.2 Zuckerrohrproduktion und Ethanolerzeugung;25
7.1.3;2.1.3 Der brasilianische Markt für Bioethanol;25
7.1.4;2.1.4 Energie- und Treibhausgasbilanz;27
7.2;2.2 USA;28
7.2.1;2.2.1 Das Gasohol-Programm;28
7.2.2;2.2.2 Ethanolerzeugung und Marktentwicklung;29
8;3 Erzeugung und Verwendung von Bioethanol in der EU;31
8.1;3.1 Überblick über den europäischen Kraftstoffmarkt;31
8.1.1;3.1.1 Kraftstoffpreise;31
8.1.2;3.1.2 Fahrzeugbestand;33
8.1.3;3.1.3 Kraftstoffverbrauch;34
8.2;3.2 Bioethanolproduktion und Verwendung im europäischen Kraftstoffsektor;36
8.2.1;3.2.1 Der europäische Markt für Bioethanol;36
8.2.2;3.2.2 Verwendung von Bioethanol in ausgewählten Ländern der EU;39
8.3;3.3 Ausblick und Konfliktpotenzial der europäischen Bioethanolnutzung;48
9;4 Ethanolerzeugung in Deutschland;50
9.1;4.1 Gewinnung aus Zuckerrüben;51
9.1.1;4.1.1 Rohstoffkosten;51
9.1.2;4.1.2 Konversionsprozess;53
9.1.3;4.1.3 Ethanolherstellungskosten;55
9.2;4.2 Gewinnung aus Kartoffeln;56
9.2.1;4.2.1 Rohstoffkosten;57
9.2.2;4.2.2 Konversionsprozess;57
9.2.3;4.2.3 Ethanolherstellungskosten;58
9.3;4.3 Gewinnung aus Getreide;59
9.3.1;4.3.1 Überblick des deutschen Getreideanbaus;59
9.3.2;4.3.2 Rohstoffkosten;63
9.3.3;4.3.3 Konversionsprozess;66
9.3.4;4.3.4 Ethanolherstellungskosten;69
9.4;4.4 Vergleichende Betrachtung der Ethanolherstellung beiunterschiedlichem Rohstoffeinsatz;70
9.5;4.5 Neue Ethanolrohstoffe;73
9.6;4.6 Menge und Standorte der deutschen Ethanolproduktion;74
10;5 Ethanolverwendung im deutschen Kraftstoffsektor;78
10.1;5.1 Der deutsche Kraftstoff- und Mineralölmarkt;78
10.1.1;5.1.1 Verteilung und Entwicklung des deutschen Mineralölverbrauchs;78
10.1.2;5.1.2 Verteilung und Entwicklung des deutschen Kraftstoffverbrauchs;80
10.1.3;5.1.3 Entwicklung von Mineralölsteuer und Kraftstoffpreisen;84
10.2;5.2 Verwendungsmöglichkeiten von Ethanol im Kraftstoffsektor;88
10.2.1;5.2.1 Umwandlung von Ethanol zu ETBE;88
10.2.2;5.2.2 Ethanol als Kraftstoffadditiv;89
10.2.3;5.2.3 Ethanol für Flexible-Fuel-Fahrzeuge;91
10.2.4;5.2.4 Ethanol als Reinkraftstoff;92
10.2.5;5.2.5 Stärken und Schwächen der verschiedenen Verwendungsformen von Bioethanol;93
10.2.6;5.2.6 Ausblick BtL-Kraftstoffe;94
11;6 Bedeutende Einflussgruppen auf dem deutschen Bioethanolmarkt;96
11.1;6.1 Mineralölindustrie;96
11.1.1;6.1.1 Mineralölwirtschaftsverband;96
11.1.2;6.1.2 BP/Aral;98
11.1.3;6.1.3 Shell;100
11.1.4;6.1.4 ESSO;102
11.2;6.2 Automobilkonzerne und ihre Kraftstoffstrategien;103
11.2.1;6.2.1 Volkswagen;103
11.2.2;6.2.2 Opel;105
11.2.3;6.2.3 BMW;107
11.2.4;6.2.4 Ford;108
11.2.5;6.2.5 Zusammenfassende Betrachtung;109
11.3;6.3 Bundesregierung;110
11.3.1;6.3.1 Ausgangssituation;110
11.3.2;6.3.2 Kraftstoffstrategie der Bundesregierung;111
11.3.3;6.3.3 Förderpolitik der Bundesregierung für Biokraftstoffe;113
11.4;6.4 Konsumenten;116
11.4.1;6.4.1 Befragung der VW-AG;116
11.4.2;6.4.2 Eigene Befragung über Bioethanol;117
12;7 Ökologische Bilanz der Bioethanolnutzung;122
12.1;7.1 Treibhausgas-Emissionen;122
12.2;7.2 Treibhausgas-Vermeidungskosten;126
13;8 Ausblick;129
13.1;8.1 Ölpreisentwicklung und Profitabilität der Bioethanolerzeugung;129
13.1.1;8.1.1 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs;129
13.1.2;8.1.2 Die weltweiten Ölreserven;130
13.1.3;8.1.3 Erdölförderung und -verbrauch weltweit;131
13.1.4;8.1.4 Auswirkungen des Rohölpreises auf die Profitabilität derBioethanolerzeugung;133
13.2;8.2 Produktionspotenzial bei Bioethanolrohstoffen;134
13.2.1;8.2.1 Überschüsse aus landwirtschaftlicher Produktion;135
13.2.2;8.2.2 Potenzial durch Nutzung der Stilllegungsflächen;135
13.2.3;8.2.3 Gesamtes Bioethanolpotenzial;136
14;9 Fazit;138
15;Anhang;140
16;Literatur- und Quellenverzeichnis;158
17;Reihe Nachhaltigkeit;174

Leseproben

Kapitel 4.1.2, Konversionsprozess

Da der Konversionsprozess vom späteren Verwendungszweck der Ethanolproduktion bestimmt wird, unterscheiden sich auch die Konversionskosten zum Teil erheblich. Der Gewinnungsprozess von Trinkalkohol ist beispielsweise wesentlich aufwendiger als der Prozess zur Gewinnung von Ethanol für Kraftstoffzwecke. Im Folgenden werden nur die Konversionsprozesse von Ethanol für Kraftstoffzwecke betrachtet. Bei der Herstellung des Zuckerrohsafts wird jedoch weitgehend auf die konventionellen Verfahren der Zuckerproduktion zurückgegriffen. Der Zuckergehalt der deutschen Zuckerrübenproduktion lag im 10-Jahres-Durchschnitt (1992 bis 2003) bei ca.17.

Nach der Anlieferung müssen die Rüben zunächst einmal gründlich gereinigt werden, bevor sie von Schneidemaschinen zerteilt werden. Die im Wurzelkörper gespeicherte Saccharose wird dann mit heißem Wasser im Gegenstromverfahren herausgelöst. Als Produkte erhält man die extrahierten Rübenschnitzel und eine als Rohsaft bezeichnete Flüssigkeit. Die Schnitzel werden weiter entwässert und das abgepresste Wasser wird dem Extraktionsprozess zurückgeführt. Übrig bleiben Press- und Trockenschnitzel und ein Rohsaft, der nach anschließender Pasteurisation für die Alkoholproduktion eingesetzt werden kann.

Da Zuckerrüben nur für etwa drei Monate im Jahr zur Verarbeitung zur Verfügung stehen, muss ein Großteil des Saftes eingelagert werden, um einen kontinuierlichen Anlagenbetrieb zu ermöglichen. Damit hierbei die notwendigen Volumina der Lagertanks nicht zu groß werden, wird der Rohsaft zum Dicksaft mit 68 % Trockensubstanz (davon mehr als 92 % Zucker) aufkonzentriert.

Der Zuckersaft kann dann, üblicherweise unter Zusatz von Hefen, vergoren werden. Aus der vergorenen Maische wird durch Destillation und anschließende Rektifikation eine Anreicherung des Alkohols von ca. 96 % erreicht. Ethanol und Wasser bilden bei dieser Konzentration ein Azeotrop, so dass eine weitere Konzentrationserhöhung unter atmosphärischen Bedingungen nicht mehr möglich ist. Zur Abtrennung des Wassers vom Ethanol wird ein Molekularsieb verwendet. Hierbei werden kristalline Aluminiumsilikate eingesetzt, welche die Eigenschaft besitzen kleinere Molekühle wie z.B. Wasser anzulagern. Als Endprodukt bleibt der reine Alkohol. Zusätzlich fällt bei dem gesamten Produktionsprozess auch eine Reihe von verwertbaren Koppelprodukten an.

Über Autor(innen)

Martin Kastenhuber Dipl.-Kfm.: Nach Abschluß einer Ausbildung zum Industriekaufmann und mehrjähriger Vertriebstätigkeit studierte der 1974 in Nürnberg geborene Autor Betriebswirtschaft an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg und am International Education Center der Ocean University of China, Qingdao. Während seines Studiums beschäftigte er sich intensiv mit dem Thema erneuerbare Energien. Darüber hinaus engagiert sich der Autor für die Erhaltung des Regenwaldes und unterstützt u.a. die Arbeit des Vereins "Rettet den Regenwald e.V."