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Agrofuels - ein Irrweg?

Treibstoffe aus Biomasse boomen, Investitionen und Subventionen sind massiv. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand: Ethanol und Biodiesel werden aus erneuerbaren Rohstoffen gewonnen, die Abhängigkeit von Ölimporten sinkt und der heimischen Landwirtschaft eröffnen sich neue Märkte. Dem Vorbild Brasilien folgend haben sich eine Reihe Länder ehrgeizige Ziele für die Produktion von Treibstoffen aus Biomasse gesetzt, darunter die USA und die EU. Auch die Nachteile dieser Form der Energiegewinnung werden unterdessen breit diskutiert: Die Konkurrenz zwischen Energie- und Nahrungsmittelproduktion ist ebenso offensichtlich wie die Gefahr für Regenwälder und die Biodiversität allgemein. Von Biotreibstoffen zu sprechen, fällt deshalb schwer. Um ihren industriellen Anbau zu kennzeichnen, werden sie hier Agrofuels genannt. FAKTOR X wägt Vor- und Nachteile ab und gibt eine Einschätzung der globalen Potenziale von Agrofuels.

Brasilien

Treibstoff aus Zuckerrohr zu gewinnen ist in Brasilien Tradition. Bereits in den siebziger Jahren legte die damalige Militärregierung das Programm „Proalcool“ auf. Mit Steuergeschenken versuchte sie, Autoindustrie und Autofahrer für den Alkohol im Tank zu begeistern. Die Erfolge waren durchwachsen. Autos mit Alkoholantrieb stotterten beim Anfahren, dabei verbrauchten sie auch noch mehr Treibstoff als Benziner. Bis Ende der 90er Jahre ging der Anteil von Fahrzeugen, die mit Alkohol betrieben wurden, stetig zurück.
 Insgesamt geht es der brasilianischen Autoindustrie heute sehr gut, allen voran VW do Brasil. Im größten lateinamerikanischen Land werden 2007 fast drei Millionen Autos produziert, von denen 80 Prozent mit Flexfuel-Motoren ausgestattet sind, sie vertragen gleichermaßen Benzin, Ethanol oder eine beliebige Mischung. Nach dem rasanten Anstieg der Ölpreise ist Ethanol wieder bestens im Geschäft.

Kein Land ist so gut gerüstet für den Boom mit Agrofuels wie Brasilien: Es besitzt die Anbaufläche, das entsprechende Klima, das Know-how, nicht zuletzt verfügt das Land über billige Arbeitskräfte. Firmen aus den USA und Japan investieren Milliarden in Brasiliens Zuckerrohrindustrie. Auch die Anbauflächen für Zuckerrohr und Palmöl weiten sich derweil aus, Weideland kommt unter den Pflug und das Vieh wird auf neu gerodete, ehemalige Waldflächen getrieben – ein Dominoeffekt.  Im Jahr 2006 produzierte Brasilien erstmalig mehr Alkohol als Zucker. Und der Staatschef Luiz Inácio „Lula“ Silva reist als Handelsvertreter in Sachen Agrofuels durch die Welt.

Gemeinsam mit dem US-Präsidenten George Bush macht sich der Sozialist für Bioethanol stark. Wogegen der kubanische Präsident Fidel Castro den zunehmenden Einsatz von Biomasse zur Herstellung von Sprit kritisiert. Milliarden Menschen, die Ärmsten der Armen, könnten über die steigenden Preise für Grundnahrungsmittel und Wasser verdursten und verhungern.  Auch Peter Brabeck-Letmathe, Chef des weltgrößten Lebensmittelkonzerns Nestlé, sieht einen „Raubbau am kostbaren Gut“: Um einem Liter Treibstoff aus Biomasse herzustellen seien 4560 Liter Wasser nötig.  Der Deutsche Brauer-Bund äußert sich ähnlich. „Biotreibstoffe sind der größte Angriff auf die Biodiversität“, sagt auch Ernst Ulrich von Weizsäcker.

Brasilien produziert mit Abstand die kostengünstigsten Agrofuels. Rund 0,20 Dollar kostet der Liter Bioethanol (wegen der geringeren Energiedichte entspricht das einem Preis von 0,30 Dollar Benzinäquivalent). Die Produktionskosten in den USA liegen 50 Prozent darüber und die in der EU mehr als 100 Prozent.

Mittlerweile deckt Brasilien rund 40 Prozent des eigenen Treibstoffbedarfs durch Agrofuels. Ungeschlagen ist der lateinamerikanische Wirtschaftsriese auch in der Effizienz: Die im Ethanol enthaltene Energie ist rund acht mal höher als die bei der Produktion von Zuckerrohr und der Destillation eingesetzte Energie. Damit spielt Brasilien in einer eigenen Liga. Alle anderen Verfahren, wie sie in den USA und Europa verwendet werden, liegen deutlich darunter.

Freilich, die „Liga“, in der die brasilianischen Zuckerrohrschneider zu arbeiten gezwungen sind, ist aus europäischer Perspektive ebenfalls bemerkenswert. Vor allem im armen Nordosten Brasiliens herrschen noch immer Verhältnisse wie zu Zeiten der Sklaverei, die Arbeiter hausen auf den Plantagen wie Tiere. Zwölf-Stunden-Schichten sind eher die Regel, während dieser Zeit müssen die Saisonarbeiter in der feuchten Hitze in gebeugter Haltung mit der Machete das Zuckerrohr schlagen.

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Vereinigte Staaten

Während in Brasilien Agrofuels überwiegend aus Zuckerrohr gewonnen werden, ist es in den Vereinigten Staaten vor allem Mais. Der Verbrauch steigt rasant. Seit dem Jahr 2000 hat sich der Teil der US-amerikanischen Maisernte, der zu Ethanol destilliert wird, mehr als verdreifacht. Im Jahr 2006 waren es rund 55 Milliarden Tonnen, mittlerweile ein Fünftel der Ernte. Hinzu kommen Ethanolimporte, vornehmlich aus Brasilien. Und dennoch ist der Anteil von Agrofuels in den Tanks der gewaltigen amerikanischen Autoflotte noch relativ bescheiden: Er beläuft sich auf rund drei Prozent.

Diese drei Prozent werden aber nicht einfach über den Markt erzeugt, vielmehr sind darin Subventionen von sieben Milliarden Dollar enthalten, wie die OECD jüngst gezeigt hat.  Mit staatlichen Zuwendungen von etwa einem halben Dollar pro Gallone Ethanol und Ölpreisen über 70 Dollar pro Fass können Farmer und Saatgutlieferanten prächtige Gewinne einfahren.

Sollten nun die Pläne der US-Regierung, den Anteil an Sprit aus Biomasse bis zum Jahr 2017 von drei auf 15 Prozent anzuheben, Wirklichkeit werden, würde fast die gesamte heimische Maisernte in Autotanks landen.  Die Vereinigten Staaten, der größte Maisexporteur der Welt, würden auf dem Weltmarkt ausfallen. Dabei haben die Preise für Mais bereits heute deutlich angezogen. Die Mexikaner merken das vor allem bei ihren Tortillas.

Lester Brown vom Earth Policy Institute macht folgende Rechnung auf: „Mit dem Getreide, das man benötigt, um den Tank eines SUV mit 25 Gallonen Ethanol zu füllen, kann man einen Menschen ein Jahr lang ernähren. Würde man diesen Tank ein Jahr lang alle zwei Wochen füllen, könnte man mit dem Äquivalent an Getreide 26 Personen ernähren.“
 Da man so gut wie alle Grundnahrungsmittel (Mais, Reis, Sojabohnen oder Zuckerrohr) in Treibstoff verwandeln könne, argumentiert Brown, sei die Linie zwischen Nahrungsmittel- und Energiemärkten im Begriff, sich aufzulösen – ein historisches Novum. „Einfach gesagt, die Bühne für einen gewaltigen Konflikt ist bereitet: zwischen den 800 Millionen Autofahrern dieser Welt und... den zwei Milliarden Armen, von denen viele mehr als die Hälfte ihres Einkommens für Lebensmittel ausgeben; für die wird es lebensgefährlich.“  Um Energie zu gewinnen, gebe es viele Möglichkeiten, so Brown, Nahrungsmittel dagegen seien ohne Alternative.

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Agrofuels erster Generation

Es ist angenehm warm und ein wenig schmierig. Die Wände, Stufen und Rohre sind mit einem Fettfilm überzogen und leicht rutschig. So fühlt es sich an, wenn man eine Ölmühle betritt, wo Biodiesel gewonnen wird. In Deutschland wird dazu überwiegend Raps eingesetzt. Die kleinen schwarzen Rapssamen werden zunächst gereinigt und getrocknet. Dann rieselt ein stetiger Strom von Körnern in das Herzstück der Anlage, die Ölmühle. Das so gewonnene Öl wird anschließend in einem chemischen Prozess zu Biodiesel weiterverarbeitet, der ausgequetschte Rest der Rapssamen kann als Viehfutter verwendet werden. Das gewonnene Rapsöl wird in seine Bestandteile Ölsäure und Glyzerin gespalten, anschließend wird ein anderer Alkohol, nämlich Methanol mit der Ölsäure verbunden – verestert, wie es in der Sprache der Chemiker heißt. Die technische Bezeichnung Rapsmethylester (RME) enthält den Hinweis auf den Produktionsprozess von Biodiesel. In der Regel wird der Treibstoff mit herkömmlichem Diesel verschnitten.

Die Produktion von Ethanol ist technisch ebenfalls relativ einfach. Im Prinzip braucht man für die Herstellung von Ethanol nichts weiter als einen Destillierkolben. Geeignet sind alle möglichen Pflanzen, die einen hohen Zucker- oder Stärkeanteil haben: Zuckerrohr, Zuckerrüben, Mais, Weizen, Roggen, Gerste oder Hirse. Diese werden zermahlen und gemeinsam mit Wasser vergoren. Mikroorganismen erzeugen Alkohol in der Maische, der anschließend herausdestilliert und gereinigt wird. In geringerem Maße liegen Treibstoffe aus Biomasse auch gasförmig vor.

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Agrofuels zweiter Generation

Während bei der Herstellung von Ethanol und Biodiesel nur Teile der Pflanzen –  oft sind es nur die Früchte – verarbeitet werden, eröffnen Agrofuels der zweiten Generation die Möglichkeit, die gesamte Pflanze oberhalb der Erde zu nutzen, die Hektar-Eträge sind entsprechend höher. BTL-Kraftstoffe (biomass to liquids) werden im Gegensatz zu Biodiesel allgemein aus festen Bestandteilen hergestellt, z.B. Holzschnitzel aus Restholz, Baumschnitt, Bioabfälle oder Stroh. Deshalb ist diese Technik auch geeignet, die direkte Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln zu umgehen. Außerdem kann man mit Agrofuels der zweiten Generation die ökologischen Nachteile von Monokulturen vermeiden.
 Die Erwartungen von interessierter Seite sind hoch. So sieht die deutsche Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe künftig ein bis zu 25-prozentiges Potenzial an BTL-Kraftstoffen für Deutschland und bis zu 40 Prozent für Europa.

Die Technik der Umwandlung von Synthesegasen mit der Fischer-Tropsch-Methode in einen flüssigen Kraftstoff geht bereits auf die 1920er Jahre zurück. In Ermangelung von Erdöl hat Deutschland sie die Technik während des Zweiten Weltkriegs in der Kohleverflüssigung eingesetzt.

Gegenwärtig befinden sich BTL-Verfahren, die zur Herstellung von Agrofuels um Agrofuels im industriellen Maßstab herzustellengeeignet sind, noch in der Entwicklung. Eine vielversprechende Möglichkeit besteht darin, Enzyme zu nutzen; bei anderen Verfahren Methoden kommen Wärme oder Säuren zum Einsatz. In jedem Fall sind die technischen Anforderungen deutlich höher als bei der Gewinnung von Ethanol und Biodiesel. Shell rechnet mit einem Zeitraum von fünf bis 10 Jahren, bis die Marktreife großtechnischer BTL-Anlagen erreicht sein kann. Derzeit sind die Herstellungskosten von BTL-Kraftstoffen noch sehr hoch, sie liegen zwischen einem halben und einem Euro pro Liter.

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Netto-Energiegewinn von Agrofuels

Eine entscheidende Frage, um Treibstoffe zu beurteilen, lautet: Wie viel Energie ist in dem Produkt enthalten und wie viel muss aufgewendet werden, um es überhaupt herzustellen? Im Englischen: Energy Returned On Energy Invested (EROEI). Im Fall von Agrofuels ist z.B. entscheidend, wie viel Treibstoff der Traktor auf dem Feld verbraucht, wie viel Naturgas der Kunstdünger für die Kulturpflanzen enthält, nicht zuletzt, wie viel Energie bei der Herstellung – bei der Destillation, beim Pressen etc. – gebraucht wird.

In aller Regel sind die Agrofuels der ersten Generation in dieser Hinsicht äußerst ineffizient. Der EROEI-Faktor für Treibstoffe aus Palmöl liegt z.B. bei 1.06 , d.h. unterm Strich wird kaum Energie gewonnen. Zur Erläuterung: Bei einem EROEI-Faktor 1 halten sich eingesetzte und gewonnene Energie die Waage. Ein Faktor 2 dagegen spielt die doppelte Menge Energie ein. Bei der Gewinnung von Ethanol aus Mais ist der Nettogewinn ebenfalls gering, er liegt bei 1.1., bei Rapsmethylester bei rund 1,5. Die große Ausnahme scheint wieder Brasilien zu sein.

Die insgesamt schwachen Zahlen sind grundsätzlich darauf zurückzuführen, dass während der Photosynthese in den Pflanzen nur ein geringer Teil der Sonnenenergie in Energie umgewandelt wird. Der Flächenertrag für Solarpanele ist dagegen deutlich höher.

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Potenziale von Agrofuels

Bereits heute leistet Biomasse einen Beitrag von gut 6% zum Kraftstoffverbrauch in Deutschland; Biodiesel (RME), aus Raps gewonnen, spielt dabei die Hauptrolle.  Um Energie- und Industriepflanzen zu produzieren, werden 17% der deutschen Ackerfläche genutzt.  Auch wenn Ölmühlen und Ethanolwerke derzeit unter den hohen Rohstoffpreisen leiden, perspektivisch sieht die deutsche Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe erhebliche Potenziale. Bis 2030 könnte die heimische Fläche für den Anbau von Energie- und Industriepflanzen durchaus verdoppelt werden: Bevölkerungsrückgang und Produktivitätssteigerung in der Landwirtschaft ebneten den Weg.
Auf der ökologisch entscheidenden, der globalen Ebene sind die genutzten Potenziale derzeit eher gering. Sämtliche Agrofuels zusammen genommen machen nur etwa ein Prozent der weltweit verbrauchten Kraftstoffe für den Straßentransport aus.  Immerhin, die USA planen, wie erwähnt, eine Verfünffachung des Ethanoleinsatzes bis 2017. Auch die Europäische Union hat sich darauf verständigt, bis 2020 Benzin und Diesel zehn Prozent Agrofuels beizumischen.
Die OECD hat jüngst die globalen Potenziale von Agrofuels abgeschätzt und kommt für einen Zeithorizont von 2050 zu ernüchternden Ergebnissen. Technisch sei es zwar durchaus möglich, ausreichend Flächen bereit zu stellen, um 11 Prozent des weltweiten Bedarfs an Kraftstoff für den Straßenverkehr mit Ethanol und Biodiesel zu stillen. Hinzu kommen 12 Prozent, die mit Hilfe von Techniken der zweiten Generation erzeugt werden.
Und dennoch, dieses Potenzial von annähernd einem Viertel des Kraftstoffbedarfs 2050, so die OECD, wird wohl eher nicht erreicht werden. Die Auswirkungen von höheren Ölpreisen auf die Produktion von Energiepflanzen einerseits und Nahrungsmitteln andererseits sind nur schwer abzuschätzen, generell aber scheint sicher, dass landwirtschaftliche Produkte teurer werden. Außerdem ist noch gar nicht ausgemacht, ob die Hoffnungen, die in die Entwicklung von BTL-Techniken gesetzt sind, auch verwirklicht werden. Alle diese Gründe führen die OECD, dazu, ihre Schätzung auf einen Anteil von 13 Prozent zurück zu fahren. Ein Wert, von dem auch die Internationale Energie Agentur ausgeht.
Was heißt das für die Klimafrage? Studien weisen aus, dass beim Anbau von Raps und Mais das äußerst Klima-relevante Lachgas produziert wird.  Ein besonders problematisches Beispiel ist Indonesien, wo im großen Maßstab Regenwälder und Torfmoore durch Palmölplantagen ersetzt werden. Dabei werden gewaltige Mengen CO2 freigesetzt.  Traditionell wird Palmöl dazu verwendet, Margarine herzustellen. Indonesien plant, den Export für die Produktion von Biodiesel erheblich zu steigern. Die OECD geht von Folgendem aus: Sollte der Anteil von 13 Prozent Agrofuels am weltweiten Treibstoffbedarf im Jahr 2050 erreicht werden, ergäbe sich in einem Businell-as-Usual-Szenario eine CO2-Verminderung von lediglich drei Prozent.
Lakonisch fassen die Autoren der OECD zusammen: „Agrofuels sind keine einfache Lösung, um die Welt von ihrer Anhängigkeit vom Erdöl zu befreien.“

Politische Instrumente

Zur Erinnerung: Agrofuels werden in den USA mit 0,51 Dollar pro Gallone subventioniert, insgesamt sieben Millarden Dollar pro Jahr. In ähnlichen Größenordnungen bewegen sich die Subventionen in Europa. Für Biodiesel, Ethanol und Kraftstoffe der zweiten Generation gelten in Deutschland vielfach, tendenziell abnehmende Steuererleichterungen.

Eine Belastung der Steuerzahler in dieser Höhe hält die OECD für nicht gerechtfertigt. Schon wegen des geringen Potenzials (13% Agrofuels 2050 und 3% CO2-Reduktion). Dies noch mehr vor dem Hintergrund, dass Techniken der ersten Generation massiven Druck auf Nahrungsmittelpreise ausüben.

Vielmehr schlägt die OECD vor, die Nachfrageseite stärker in Betracht zu ziehen. „Einen Liter Benzin zu sparen, indem ein Mensch zu Fuß geht, Fahrrad fährt, eine Mitfahrgelegenheit nutzt oder einfach seinen Motor abstellt – dieser Liter wird zu weit günstigeren Preisen gespart, als wenn man neue, ineffektive  Quellen subventioniert.“  Wenn man alle technischen Möglichkeiten der Spartechnologie in Automobilen nutzte, könnte man bis 2050 rund 40 Prozent Benzin einsparen – bei deutlich geringeren Preisen.

Die Diskussion um Agrofuels ist in vollem Gange. Die Positionen von Befürwortern und Gegnern liegen weit auseinander. Biomasse sollte für Lebensmittel, Kleidung etc. genutzt werden, wenn sie überhaupt verbrannt wird, dann erst am Ende einer kaskadenhaften Nutzung – so lautet beispielsweise eine Haltung, wie sie von vielen Ökologen für sinnvoll gehalten wird. Weite Teile von Industrie und Politik dagegen unterstützen die technische Entwicklung und Vermarktung von Agrofuels, gleich ob erste oder zweite Generation. Längst sind gewichtige wirtschaftliche Interessen im Spiel. Der Boom hat gerade erst begonnen.

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