Titelbild Weizen Feld

Bioethanol – Der Alkohol für den Tank

Das Bioethanol ist ein Alkohol, dem zucker-, stärke- und zellulosehaltige Pflanzen als Ausgangsrohstoff dienen. Das bereits heute verfügbare Bioethanol ist ein Biokraftstoff der 1. Generation und wird durch Vergärung von pflanzlichem Zucker oder Stärke mit anschließender Destillation hergestellt.

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Herstellung und Produktion von Bioethanol

Die folgende Abbildung zeigt den Herstellungsprozess von Bioethanol der 1. Generation. Die Produktion von Bioethanol der 2. Generation wird zukünftig aus zellulosehaltiger Pflanzenrestmasse, wie Holz und Stroh, möglich sein. Das Verfahren befindet sich derzeit im Entwicklungsstadium.

Bioethanol Herstellung Produktion

Produktion von Bioethanol: Schematische Darstellung des Herstellungsprozesses von Bioethanol

Bioethanol als alternativer Kraftstoff in Deutschland und weltweit

Das Bioethanol der 1. Generation ist der weltweit am breitesten eingesetzte Biokraftstoff und wird in Deutschland aus Weizen und Zuckerrübe, in Brasilien aus Zuckerrohr und in den USA aus Mais hergestellt. Die häufig verwendeten Rohstoffe und deren Flächenerträge werden in Tabelle unterhalb aufgelistet.

In Deutschland liegen die Produktionskosten über den Kosten des Benzinäquivalents, was sich durch steigende Benzinpreise ändern kann. Hierzulande wird Bioethanol hauptsächlich aus Getreide hergestellt, durch steigende Getreidepreise wird die Verwendung der Zuckerrübe attraktiver.

Die USA sind führend in der Produktion von Bioethanol. Das hier überwiegend aus Mais erzeugte Bioethanol wird steuerlich begünstigt und nur in den USA abgesetzt. Der zweitgrößte Ethanolproduzent und zugleich größte Exporteur ist Brasilien. Derzeit ist allein das Bioethanol aus Zuckerrohr aus Brasilien durch die hohen Erträge und relativ niedrigen Kosten verglichen mit fossilen Kraftstoffen wettbewerbsfähig.

Rohstoffe zur Herstellung von Bioethanol und deren Erträge

Rohstoff Ertrag in t/ha Kraftstoffertrag in l/ha Erforderliche Biomasse pro Liter Kraftstoff in kg/l
Körnermais 9,2 3.520 2,6
Weizen 7,2 2.760 2,6
Roggen 4,9 2.030 2,4
Kartoffel 43,0 3.550 12,1
Zuckerrübe 58,0 6.240 9,3
Zuckerrohr 73,8 6.460 11,4

Bioethanol als Beimischung zu Benzinkraftstoff

Nach heutigen Kraftstoffstandards dürfen bis zu 5 Prozent Bioethanol dem fossilen Benzinkraftstoff beigemischt werden. Diese Kraftstoffmischung wird als E5 bezeichnet. Die 10-prozentige Beimischung mit der Bezeichnung E10 soll ab 2010 an den deutschen Tankstellen zu finden sein, kann aber nicht in allen Fahrzeugen bedenkenlos eingesetzt werden.

Für den Einsatz von 85-prozentigem (E85) und auch von reinem Bioethanol (E100) sind spezielle Verbrennungsmotoren notwendig. Die mit solch einem Motor ausgestatteten Fahrzeuge werden Flexi-Fuel-Vehicle (FFV) genannt. Das E85 steht an etwa 250 Tankstellen deutschlandweit dem Autofahrer zur Verfügung. Die Stärken und Schwächen von E5 und E85 werden in der folgenden Tabelle aufgelistet.

Vorteile und Nachteile von Bioethanol E5/E10

Bioethanol E5/E10
Beschreibung 5 % Beimischung zu Ottokraftstoff laut DIN möglich
10 % beimischung motorverträglich
Anwendungsstand E5 bald flächendeckend
E10 in der Vorbereitung
Stärken / Vorteile
  • Keine Motorumrüstung nötig
  • Verbesserung der Energie- und Treibhausgasbilanz
  • E10-DIN in Vorbereitung
Schwächen / Nachteile
  • Problem Dampfdruck und Wasseraffinität
  • Kosten durch Beimischung, insbesondere in der Einführungsphase
  • Schrumpfender Ottokraftstoffmarkt
  • 3,4 Millionen Fahrzeuge nicht E10 tauglich

Vorteile und Nachteile von Bioethanol E85

Bioethanol E85
Beschreibung Mischung von 85 % Ethanol und 15 % Ottokraftstoff
Anwendungsstand E85-Fahrzeuge (FFV) in USA, Brasilien und zunehmend Europa
Stärken / Vorteile
  • Hoher Anteil biogenen Kraftstoffs
  • Anwendbarkeit bewiesen
Schwächen / Nachteile
  • Umrüstung notwendig
  • Kaltstartprobleme im Winter
  • Aufbau getrennter Infrastruktur nötig von Erzeugung bis Vertrieb
  • Schrumpfender Ottokraftstoffmarkt

Bioethanol als Ersatz für Benzin

Das Bioethanol in Reinform ersetzt etwa 0,65 Liter Benzinkraftstoff. Durch die höhere Oktanzahl verglichen mit Benzin wird im Ethanolbetrieb eine Leistungssteigerung von 10 Prozent erzielt, bedingt durch niedrigeren Heizwert ist aber mit einem Mehrverbrauch von 30 Prozent zu rechnen.

Vorteile von Bioethanol für die Umwelt

Die Verbrennung von Bioethanol ist weitgehend CO2-neutral. Die Schadstoffemissionen sind vor allem von der Herkunft der Primärenergie und der Verwendung der Kuppelprodukte (beispielsweise Futter- und Düngemittel) abhängig. Zusätzlich wird die Umwelt durch den Einsatz von Dünger und Wasserverbrauch beim Rohstoffanbau belastet. Die ökologischen Vorteile werden einerseits mit zunehmender Optimierung der Produktionsprozesse, andererseits mit der Verarbeitung der ganzen Pflanze steigen.

Vorteile von Bioethanol für die Wirtschaft

Aus ökonomischer Sicht steigt durch den Einsatz von Bioethanol die nationale Versorgungssicherheit und für die Entwicklungsländer öffnen sich durch die Bioethanolproduktion neue Märkte. Da die bestehende Infrastruktur für den Transport, die Verteilung und die Lagerung von Ethanol verwendet werden kann, sind an dieser Stelle keine weiteren Investitionen notwendig.

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