Wie werden Biokraftstoffe hergestellt?

Wofür werden sie verwendet? Und sind sie zuverlässig?

Biokraftstoffe haben es geschafft, sich innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums einen festen Platz auf dem Kraftstoffmarkt zu sichern.

Als Alternative zu Benzin und Diesel verfügbar oder in speziellen Mischungen eingesetzt, sind Biokraftstoffe äußerst anpassungsfähig und gewinnen dadurch zunehmend an Beliebtheit.

Biokraftstoffe machen 4 % der weltweit verwendeten Transportkraftstoffe aus, während die Internationale Energieagentur kürzlich prognostiziert hat, dass die Nachfrage nach Biokraftstoffen von 2023 bis 2028 um etwa 30 % steigen wird, was sie zu einem der am schnellsten wachsenden Segmente im Kraftstoffmarkt macht.

Dieser Artikel stellt die Frage „Wofür wird Biokraftstoff verwendet?“ und beleuchtet ihre Produktion und Verteilung, während gleichzeitig das emissionsarme Profil betrachtet wird, das es ihnen ermöglicht, freiwillige Nachhaltigkeitsziele zu erfüllen und strenge Vorschriften einzuhalten.

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Wie werden Biokraftstoffe hergestellt?

So wie Benzin aus Rohöl hergestellt wird, werden auch Biokraftstoffe aus natürlich vorkommenden organischen Materialien gewonnen. Im Gegensatz zu Rohöl sind die Rohstoffe (Feedstocks) jedoch in ihrer Zusammensetzung vielfältig.

Von Mais und Zuckerrohr bis hin zu gebrauchtem Speiseöl und Algen können Rohstoffe nahezu jede Form von Biomasse sein – unabhängig davon, ob sie aus Energiepflanzen angebaut oder aus Abfallmaterial gewonnen werden.

Ein weiterer Vorteil von Biokraftstoffen ist ihre Nachhaltigkeit. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die große Mengen Kohlendioxid freisetzen, können Biokraftstoffe die CO₂-Emissionen um bis zu 60 % reduzieren – sowohl während der Produktionsphase als auch bei der späteren Nutzung als Kraftstoff.

Dies macht Biokraftstoffe besonders attraktiv für schwer zu dekarbonisierende Branchen wie die Schifffahrt und die Luftfahrt – zwei Industrien, in denen eine Kombination aus Emissionsobergrenzen und freiwilligen Nachhaltigkeitszielen Biokraftstoffe zu einer naheliegenden Wahl macht.

Auswahl und Wachstum der Rohstoffe

Rohstoffe werden aus Biomasse gewonnen, die – im Kontext von Biokraftstoffen – organisches Material bezeichnet, das verbrannt werden kann, um Energie zu erzeugen, sei es in Form von kinetischer Energie oder Wärme.

Einige Rohstoffe, wie Energiepflanzen, werden gezielt angebaut, um als Biokraftstoffe verwendet zu werden. Diese bestehen typischerweise aus Nahrungspflanzen wie Mais, Zuckerrohr und Sojabohnen.

Andere Rohstoffe bestehen aus nicht essbarer Biomasse. Dazu gehören organische Materialien wie Forstabfälle, Holz, Stroh und landwirtschaftliche Rückstände.

Typischerweise werden diese Rohstoffe bei der Herstellung von Biokraftstoffen der zweiten Generation verwendet, wie z. B. Zelluloseethanol und Biodiesel.

Umwandlungsmethoden für Biokraftstoffe

Biokraftstoffe, die sowohl aus natürlich vorkommender als auch aus pflanzenbasierter Biomasse gewonnen werden, durchlaufen eine Reihe unterschiedlicher Umwandlungsprozesse, bevor sie zu einem nutzbaren organischen Kraftstoff werden.

Thermochemische Umwandlung

Unter Verwendung landwirtschaftlicher Rückstände als Rohstoffe nutzt diese Art des Umwandlungsprozesses Wärme, um Biomasse zu transformieren. Diese Hochtemperaturprozesse umfassen Pyrolyse, Vergasung und Verbrennung.

Biochemische Umwandlung

Die biochemische Umwandlung nutzt biologische Prozesse wie die anaerobe Vergärung, um Biomasse in Kraftstoff umzuwandeln. Dieser Ansatz wandelt landwirtschaftliche Rückstände, Gülle und Lebensmittelabfälle in nachhaltige Kraftstoffe wie Biogas und Bioethanol um.

Physikochemische Umwandlung

Die physikochemische Umwandlung verwendet physikalische und chemische Prozesse, um die Form der Biomasse zu verändern, wodurch biobasierte Produkte wie Bioöl, Synthesegas und Biokohle entstehen.

Raffination und Mischung für den Transport

Die wichtigsten im Transport verwendeten Biokraftstoffe sind Bioethanol und Biodiesel. Beide Kraftstoffe werden in der Regel in unterschiedlichen Anteilen gemischt (z. B. B20, B100, HVO100, E10, E15), um Kraftstoffe zu erzeugen, die in herkömmlichen Verbrennungsmotoren verwendet werden können.

Bioethanol

E10

Eine Mischung aus 10 % Bioethanol und 90 % Benzin ist E10 bereits in ganz Europa weit verbreitet. Es wird in herkömmlichen benzinbetriebenen Autos, Lkw und SUVs verwendet und kann dazu beitragen, Emissionen zu senken und gleichzeitig die Oktanzahl zu erhöhen.

E85

Eine Mischung aus 85 % Ethanol und 15 % Benzin wird in Flex-Fuel-Fahrzeugen (FFVs) verwendet – Fahrzeugen, die speziell dafür ausgelegt sind, mit Benzin und Biokraftstoffen betrieben zu werden, entweder getrennt oder als Mischung.

Biodiesel

B20

Eine Mischung aus 20 % Biodiesel und 80 % fossilem Diesel wird weltweit in allen Dieselmotoren eingesetzt – von Lastwagen und Bussen bis hin zu Schiffen und landwirtschaftlichen Maschinen. Sie bietet einen guten Kompromiss zwischen Nachhaltigkeit und Leistung.

B100

Reiner Biodiesel (B100) wird in bestimmten Spezialmärkten und Flotten eingesetzt, darunter kommunale Fahrzeugflotten und öffentliche Verkehrssysteme. Zu seinen Umweltvorteilen gehören Treibhausgasreduktionen (bis zu 75 %) und eine insgesamt geringere Feinstaubemission.

HVO100

Hydriertes Pflanzenöl 100 (HVO100) ist ein erneuerbarer Dieselkraftstoff, der aus nachhaltigen Quellen wie Abfallölen und -fetten hergestellt wird.
Als erneuerbare Dieselalternative produziert, reduziert er die Kohlenstoffemissionen erheblich – um bis zu 90 % im Vergleich zu herkömmlichem Diesel.

Über den Transport hinaus – Weitere Anwendungen von Biokraftstoffen

Neben dem Transport werden Biokraftstoffe auch in industriellen Anwendungen eingesetzt. Eine der effizientesten industriellen Nutzungsformen ist die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).

Diese Systeme erzeugen sowohl Strom als auch nutzbare Abwärme zur Versorgung industrieller Prozesse.

Für die konventionelle Stromerzeugung werden landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Rückstände inzwischen routinemäßig in Kraftwerken eingesetzt, wo sie entweder eigenständig verbrannt oder gemeinsam mit Kohle verfeuert werden.

Ebenso können Gasturbinen – die zur Energieversorgung industrieller Anlagen eingesetzt werden – mit Biogas betrieben werden.

Diese Art von Gas wird typischerweise aus organischen Abfällen oder Deponien erzeugt und vermeidet die Art der Erdgasförderung, die empfindliche Ökosysteme schädigen kann.

Biokraftstoffe – Ein verlässlicher Weg in eine nachhaltige Zukunft?

Trotz jüngster Fortschritte in der Kraftstoffproduktion stellen viele Unternehmen, die nach kohlenstoffarmen Alternativen suchen, dieselbe Frage: Sind Biokraftstoffe zuverlässig genug für den großflächigen Einsatz?

Im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen durchlaufen Biokraftstoffe längere Prozesse wie Fermentation und Vergasung, was ihre Markteinführung potenziell verzögern kann.

Allerdings haben technologische Fortschritte die Produktion von Biokraftstoffen in jüngster Zeit beschleunigt.

Sowohl Ethanol als auch Biodiesel sind beispielsweise dank fortschrittlicher enzymatischer Hydrolyse heute deutlich einfacher herzustellen.

Biokraftstoffe der vierten Generation, die aus genetisch modifizierten Algen gewonnen werden, befinden sich ebenfalls in der Entwicklung. Die Modifizierung dieser Organismen verbessert die Lichtdurchdringung und reduziert die Photoinhibition, wodurch ihre Energieeffizienz erhöht wird.

Neue Biokraftstoffanlagen, wie jene in Huelva (Spanien) und Komárom (Ungarn), dürften ebenfalls zur Steigerung der Produktion beitragen und Skalierbarkeit sowie weitere Investitionen unterstützen. Da gängige Umwandlungsmethoden wie die thermochemische Umwandlung kontinuierlich verbessert werden, dürfte der Markt sinkende Produktionskosten und kürzere Vorlaufzeiten verzeichnen.

Bei CFP Energy verpflichten wir uns, die fortschrittlichsten Biokraftstoffe auf dem Markt bereitzustellen.

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