Seit der Begriff „Biokraftstoff“zum ersten Mal in den Energielexikon des Durchschnittsverbrauchers Einzug geh alten hat, gab es einen stetigen Strom an Weiterentwicklungen dieser Technologie. Auch wenn sich die öffentliche Wahrnehmung von Biokraftstoffen im Laufe der Jahre verändert hat, besteht nach wie vor großes Interesse an den Vor- und Nachteilen dieser Kraftstoffquelle. Für alle Verbraucher ist es wichtig, sowohl die positiven als auch die negativen Aspekte dieser noch jungen Technologie ernsthaft zu berücksichtigen.
Vorteile von Biokraftstoffen
Befürworter von Biokraftstoffen weisen häufig auf die Vorteile dieser pflanzlichen und tierischen Kraftstoffe hin. Keine Kraftstoffquelle ist vollständig positiv oder vollständig negativ. Verbraucher müssen die Vor- und Nachteile von Biokraftstoffen abwägen, um festzustellen, ob sie sich mit dieser Ressource als Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen wohl fühlen.
Geringe Kosten für Biokraftstoffe
Die Preise für Biokraftstoffe sind gefallen und haben das Potenzial, deutlich günstiger zu sein als Benzin und andere fossile Kraftstoffe. Tatsächlich ist Ethanol bereits heute günstiger als Diesel und Benzin. Dies gilt insbesondere, da die weltweite Nachfrage nach Öl steigt, die Ölvorräte schwinden und mehr Quellen für Biokraftstoffe sichtbar werden.
Laut dem Ethanol Industry Outlook-Bericht der RFA (Renewable Fuels Association) vom Februar 2019 war 2018 ein Rekordbrecher für die Ethanolproduktion und erreichte 16,1 Milliarden Gallonen erneuerbares Ethanol. In diesem Bericht heißt es: „Ethanol bleibt der Kraftstoff mit der höchsten Oktanzahl und den niedrigsten Kosten auf dem Planeten.“" Darüber hinaus stellte das US-Energieministerium (DOE) im Jahr 2019 73 Millionen US-Dollar für 35 Bioenergie-Forschungs- und Entwicklungsprojekte (F&E) bereit. Ziele für das Projekt sind:
- Um die Drop-in-Biokraftstoffkosten zu reduzieren
- Um „hochwertige Produkte aus Biomasse oder Abfallressourcen zu ermöglichen“
- Um die Kosten für die Erzeugung von Biostrom zu senken
Der ehemalige Außenminister Rick Perry sagte, das übergeordnete Forschungs- und Entwicklungsziel bestehe darin, „bezahlbare Biokraftstoffe herzustellen, die mit der bestehenden Tankinfrastruktur und Fahrzeugen einer Reihe von Transportarten, einschließlich erneuerbarem Benzin, Diesel und Kerosin, kompatibel sind.“Selbst die US-Produktion von 1 Milliarde Tonnen (Trockentonnen) Non-Food-Biomasse wird kein Problem auf dem Lebensmittel- und Agrarmarkt darstellen.
Quellenmaterial
Laut RFA gehören zu den vom DOE finanzierten Forschungs- und Entwicklungsprojekten Prozesse zur Intensivierung des Algenanbaus als Biokraftstoff, Systemforschung für fortschrittliche Kohlenwasserstoff-Biokraftstofftechnologien und erneuerbare Energie aus städtischen und vorstädtischen Abfällen – nasses Abfallmethan. Während Öl eine begrenzte Ressource ist, die aus bestimmten Materialien gewonnen wird, können Biokraftstoffe aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden, darunter Ernteabfälle, Mist, andere Nebenprodukte und Algen. Dies macht es zu einem effizienten Schritt beim Recycling.
Sicherheit
Biokraftstoffe können vor Ort produziert werden, was die Abhängigkeit des Landes von ausländischer Energie verringert. Durch die Verringerung der Abhängigkeit von ausländischen Brennstoffquellen können Länder die Integrität ihrer Energieressourcen schützen und sie vor äußeren Einflüssen schützen. Darüber hinaus können Biokraftstoffe die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen erheblich verschieben, da die meisten Kraftstoffe
Konjunkturförderung
Da Biokraftstoffe vor Ort hergestellt werden, können Biokraftstoffproduktionsanlagen Hunderte oder Tausende von Arbeitnehmern beschäftigen und so neue Arbeitsplätze in ländlichen Gebieten schaffen. Die Produktion von Biokraftstoffen erhöht die Nachfrage nach geeigneten Biokraftstoffpflanzen und sorgt so für wirtschaftliche Impulse für die Landwirtschaft. Die Betankung von Haush alten, Unternehmen und Fahrzeugen mit Biokraftstoffen ist kostengünstiger als mit fossilen Brennstoffen.
Geringere Kohlenstoffemissionen
Wenn Biokraftstoffe verbrannt werden, produzieren sie deutlich weniger Kohlenstoff und weniger Giftstoffe als Kohlenstoffkraftstoffe. Geringere Kohlenstoffemissionen machen sie zu einer sichereren Alternative zur Erh altung der Atmosphärenqualität und zur Verringerung der Luftverschmutzung.
Erneuerbarkeit ist ein Vorteil
Es dauert sehr lange, bis fossile Brennstoffe produziert werden. Biokraftstoffe sind jedoch einfacher herzustellen und erneuerbar, da neue Pflanzen angebaut und Abfallstoffe gesammelt werden. Viele Abfallstoffe von Nahrungspflanzen können zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet werden. Zu den Rückständen der landwirtschaftlichen Obst- und Getreideproduktion gehören Stroh und Bagasse (Zuckerrohrfasern), die für die Erzeugung von Biomasse leicht zugänglich sind.
Biokraftstoffe der ersten Generation
Die EPA gibt an, dass mehrere Ressourcen der ersten Generation zur Herstellung von Biokraftstoffen verwendet werden, wie zum Beispiel Zuckerrohr und Zuckerrüben, die als Zuckerpflanzen bekannt sind. Ein weiterer Biokraftstoff wird aus Sojabohnen und Raps, sogenannten Ölsaaten, hergestellt. Stärkepflanzen sind Mais und Sorghum. Tierische Fette und Öle werden zu Biodiesel verarbeitet. Zu den Bioalkoholen, die diese Pflanzen produzieren, gehören Ethanol, Propanol und Butanol.
Biokraftstoffe der zweiten Generation
In der Encyclopedia Britannica wird diskutiert, dass Biokraftstoffe der zweiten Generation eine geringere Auswirkung auf die Umwelt haben, da die Rohstoffe im Gegensatz zu Biokraftstoffen der ersten Generation aus nicht essbaren Pflanzen stammen. Zu diesen Pflanzen, die Menschen nicht essen, gehören Bambus, Gräser, verschiedene Hölzer (Sägemehl) und Pflanzen. Allerdings weisen Zellulose-Biokraftstoffe derzeit eine geringere Umwandlungsrate in der Produktion auf, wodurch sie sich eher als Kraftstoffzusätze statt als Ersatz für Benzin eignen.
Biokraftstoffe der dritten Generation
Biokraftstoffe aus Algen werden als Biokraftstoffe der dritten Generation bezeichnet. Algen sind als Biokraftstoff sehr vielversprechend, da sie einen hochwertigen und vielfältigen Kraftstoff erzeugen. Algen produzieren ein Öl, das leicht zu Dieselkraftstoff raffiniert werden kann. Allerdings ist die Algenstabilität geringer als bei anderen Biokraftstoffen. Das hochungesättigte Öl ist bei hohen Temperaturen flüchtig.
Beispiel für den Betrieb einer Stadt mit Biokraftstoff
National Geographic stellt Kristianstad vor, eine schwedische Stadt, die mit Biogas betrieben wird. Die Stadt deckt ihren Strom- und Wärmebedarf aus der Produktion von Biogas. Autos werden ebenso betankt wie Stadtbusse und Müllwagen. Die beiden Raffinerien der Stadt produzieren genug Biokraftstoff, um ihren jährlichen Benzinbedarf von 1,1 Millionen Gallonen zu decken.
Nachteile von Biokraftstoffen
Trotz der vielen positiven Eigenschaften von Biokraftstoffen gibt es auch viele Nachteile dieser Energieträger. Dies kann als Argument gegen die Substitution fossiler Brennstoffe durch Biokraftstoffe angeführt werden.
Energieabgabe
Biokraftstoffe haben eine geringere Energieausbeute als herkömmliche Kraftstoffe und erfordern daher den Verbrauch größerer Mengen, um das gleiche Energieniveau zu erzeugen. Dies hat einige bekannte Energieanalysten zu der Annahme geführt, dass es sich nicht lohnt, Biokraftstoffe in Ethanol statt in Elektrizität umzuwandeln.
Kohlenstoffemissionen bei der Produktion
Es wurden mehrere Studien durchgeführt, um den CO2-Fußabdruck von Biokraftstoffen zu analysieren, und obwohl sie sauberer zu verbrennen sind, gibt es starke Hinweise darauf, dass der Prozess zur Herstellung des Kraftstoffs – einschließlich der Maschinen, die für den Anbau der Feldfrüchte und der zu produzierenden Pflanzen erforderlich sind – nicht der Fall ist der Kraftstoff – hat erhebliche CO2-Emissionen. Darüber hinaus erhöht die Abholzung von Wäldern für den Anbau von Pflanzen für Biokraftstoffe die CO2-Emissionen.
Hohe Kosten
Um Biokraftstoffe zu effizienteren Energieausbeuten weiterzuentwickeln und die notwendigen Produktionsanlagen zur Erhöhung der Biokraftstoffmengen zu bauen, sind oft hohe Anfangsinvestitionen erforderlich, wodurch ihre Produktion derzeit teurer ist als andere Arten, Autos zu betanken, auch wenn dies der Fall ist könnte sich in Zukunft ändern.
Lebensmittelpreise
Da die Nachfrage nach Nahrungspflanzen wie Mais für die Produktion von Biokraftstoffen wächst, steigen die Preise für notwendige Grundnahrungsmittelpflanzen. Nach Angaben der University of Michigan führte der Anstieg der Biokraftstoffrohstoffe zu einer höheren Nachfrage nach Mais, wodurch der Preis um 20 bis 50 % stieg. Durch die Umwandlung von Land in Biokulturen bedeuten weniger Pflanzen für den menschlichen Verzehr höhere Preise und könnten in manchen Fällen zu Nahrungsmittelknappheit führen
Nahrungsmittelknappheit
Es besteht die Sorge, dass die Nutzung wertvoller Ackerflächen für den Anbau von Energiepflanzen Auswirkungen auf die Nahrungsmittelkosten haben und möglicherweise zu Nahrungsmittelknappheit führen könnte. Biokulturen können die Produktionskosten aufgrund der erhöhten Landnutzung und des Wasserbedarfs für die Bewässerung der Pflanzen erhöhen. Einige Experten verweisen auf die Welternährungskrise im Zusammenhang mit Reis im Jahr 2008 als Beispiel dafür, was aufgrund der Zunahme von Biokulturen passieren könnte, obwohl die Reiskrise nichts mit Biokraftstoffen zu tun hatte und durch Handelsbeschränkungen und Panikkäufe verursacht wurde. Dennoch ist es die Knappheit, die als Beispiel dafür herangezogen wird, was passieren könnte, wenn nicht genügend Nahrungsmittel produziert werden und derzeit Biopflanzen mit Nahrungspflanzen konkurrieren.
Wasserverbrauch
Für die ordnungsgemäße Bewässerung von Biokraftstoffpflanzen sowie für die Herstellung des Kraftstoffs werden enorme Wassermengen benötigt, was die lokalen und regionalen Wasserressourcen belasten könnte. Eine Bewertung der Wasserauswirkungen von Biokraftstoffen in den USA aus dem Jahr 2018 untersuchte auch die Auswirkungen der Verdrängung von Reihenkulturen durch Energiepflanzen für Biokraftstoffe und den Bewässerungsbedarf. Es wurde festgestellt, dass Energiepflanzen größer waren als Reihenkulturen, eine längere Vegetationsperiode erforderten und den Wasserfluss verringerten. Die Transpiration (Wasserbewegung in Pflanzen und Verdunstung) nahm um 15 bis 30 % zu und in einigen Fällen erhöhte sich dieser Wasserverbrauch sogar um 60 bis 80 %.
Die Zukunft der Biokraftstoffe
Biokraftstoffe sind kein Allheilmittel für die Energieprobleme der Welt. Um das Problem der schwindenden Reserven an fossilen Brennstoffen zu lösen, sollten alle praktikablen Möglichkeiten der Energiegewinnung voll ausgeschöpft werden. Tatsache ist jedoch, dass Biokraftstoffe eine zuverlässige alternative Energiequelle sind. Mit mehr Entwicklung und Forschung ist es möglich, die Nachteile von Biokraftstoffen zu überwinden und sie für eine breite Verbrauchernutzung geeignet zu machen. Wenn die Technologie verfügbar ist, werden viele der Nachteile minimiert und der Markt hat ganz klar Potenzial. Ein Großteil davon könnte von der Fähigkeit der Energieproduzenten abhängen, bessere Pflanzen für den Brennstoffanbau zu finden, die weniger Wasser und weniger Land verbrauchen und schnell wachsen.
