„Alles, was gegen die Natur ist, hat auf Dauer keinen Bestand.“ (Charles Darwin) Zukunftsfähiger Luftverkehr/ Alternative Kraftstoffe im Test

Foto: Juliane Heßel




Dürre, Fluten und Stürme. Schreckensszenarien an die wir uns heute schon gewöhnt haben. Ist das unsere Zukunft? Schuld daran sind unter anderem die hohen CO2 – Emissionen, die tagtäglich in die Atmosphäre abgegeben werden. Nicht nur der Autoverkehr ist hierfür verantwortlich, auch der Flugverkehr sollte unter die Lupe genommen werden. Kaum einer weiß, dass Abgase in Flughöhe bis zu dreimal schädlicher für das Klima sind, als die Abgase gleicher Menge am Boden. Eine mögliche Lösung wäre nun, auf alternative Kraftstoffe umzusteigen. Doch sind diese wirklich die bessere Wahl und können sie problemlos im Luftverkehr eingesetzt werden?







Die alternativen Kraftstoffe lassen sich in vier Gruppen einteilen: Kraftstoff aus unkonventionellem Öl, synthetische Kraftstoffe, flüssige Gase und Biokraftstoffe.

Beispiele für Kraftstoffe aus unkonventionellem Öl sind Ölsande, Ölschiefer und Schweröl. Öl- und Teersande bestehen aus Ton, Silikaten, Wasser und Kohlenwasserstoff. Ölsande werden in großen Mengen abgebaut. Allerdings sind sie sehr umweltbelastend, da bei der Produktion viel Wasser benötigt wird. Auch wird vergleichsweise mehr Kohlenstoffdioxid freigesetzt als bei der Herstellung vergleichbarer Kraftstoffe. Ölschiefer ist ein kalkiges Gestein, das Bitumen und Kerogen enthält, aus denen durch Erhitzung bzw. Kondensation Schweröl gewonnen wird. Das Verfahren ist technisch kompliziert und führt auf Grund der Beschädigung der Landschaft bei Umweltschützern zu Diskussionen. Schweröl ist das Abfallprodukt bei der Verarbeitung von Rohöl und besteht hauptsächlich aus Kohlenstoff, was zu einer erhöhten Abgasemission führt. Zudem sind hohe Dosen krebserregender Stoffe enthalten. Als Nebenprodukt des Rohöls ist es jedoch kostengünstig. Der Kraftstoff aus unkonventionellem Öl bietet bis auf die geringeren Kosten keine sichtbaren Vorteile gegenüber konventionellen Kraftstoffen.

Coal-to-liquid (CTL)- und Gas-to-liquid (GTL) – Kraftstoffe zählen zu den synthetischen Kraftstoffen. CTL wird aus Steinkohle gewonnen, die durch chemische Prozesse in flüssige Kraftstoffe umgewandelt wird. Trotz des geringeren Schwefelgehalts im Vergleich zu herkömmlichem Kerosin hat es eine schlechte CO2- Bilanz. Ein weiterer Nachteil ist die energieaufwändige Herstellung. GTL, ein Brennstoff aus Erdgas, wird durch die Zuführung von Sauerstoff zum Synthesegas und anschließend zu flüssigem Kohlenwasserstoff weiterverarbeitet. Die Produktionskosten sind zwar geringer, der Energieaufwand ist jedoch mit dem des CTLs vergleichbar. Im Gegensatz zum guten Verbrennungsverhalten steht die schlechte CO2-Bilanz des GTL. Wirtschaftlich rentiert sich GTL aufgrund der hohen Erdgaspreise in Deutschland nicht.




Die beiden vorgestellten synthetischen Kraftstoffe sind insofern praktisch, als dass sie keine Umstellung der Infrastruktur benötigen. Daher eignen sie sich als Überbrückung auf dem Weg zu erneuerbaren Kraftstoffen. Langfristig sind sie jedoch nicht geeignet, da sie als fossile Energieträger nicht unbegrenzt zur Verfügung stehen.







Zu den flüssigen Gasen gehören das Liquefied Natural Gas (LNG) und der flüssige Wasserstoff (LH2). LNG ist verflüssigtes Erdgas, dessen Volumen durch die Kühlung von bis zu – 160°C rapide gesenkt wird. Dadurch kann es mit Tankschiffen transportiert werden, was zu einer Unabhängigkeit von den Pipelines führt. Durch die saubere Verbrennung hat es eine bessere Ökobilanz im Vergleich zum Kerosin. LH2 kann durch Elektrolyse hergestellt werden. Sinnvoll wäre hier, den Strom aus erneuerbaren Energien zu nutzen. Derzeit kann LH2 nicht genutzt werden, da es gegenüber Kerosin das 2,8fache an Volumen einnimmt. Zudem sei austretender Wasserdampf in der Höhe klimaschädlicher als Kohlendioxid, wie Dyrk Scherff in seinem Artikel „ Das Flugbenzin kommt bald vom Acker“ berichtet (FAS, 8.Mai 2011). Flüssige Gase sind eine gute Möglichkeit unter den alternativen Kraftstoffen. Dennoch werden diese erst in weiterer Zukunft eingesetzt werden können, da durch die hohe Kühlung ein Systemwechsel notwendig wäre. Eine weitere Alternative sind die Biokraftstoffe. Sie lassen sich in drei Generationen einteilen. Zur ersten Generation zählt das Ethanol und der Biodiesel. Bei dieser Generation lässt sich nur ein geringer Teil der Pflanze nutzen. Bioethanol wird ausschließlich aus Biomasse Biodiesel ist ein vorwiegend aus Pflanzenölen hergestellter Dieselkraftstoff. Während der hergestellt und hat daher eine gute Ökobilanz. Jedoch steigen der Wasserverbrauch und die Wasserverschmutzung erheblich, da die Pflanzen noch intensiver gespritzt werden als Lebensmittel. Biodiesel in Europa vorwiegend aus Rapsöl gewonnen wird, nutzt man in den USA hauptsächlich Sojaöl. Biodiesel besitzt gute Schmiereigenschaften und kann die Kohlenstoffemissionen verringern. Nachteil ist jedoch, dass bei reinem Biodiesel bereits bei einer Temperatur um die –10°C Startschwierigkeiten aufkommen können.




Zur zweiten Generation zählen die Biomass-to-liquid-Kraftstoffe, sowie hydrierte Pflanzenöle, wie beispielsweise die Jatropha-Pflanze. Hier kann ein Großteil der Pflanze genutzt werden.







Biomass-to-liquid (BTL)- Kraftstoffe sind synthetische Kraftstoffe aus Biomasse. Durch die Nutzung der BTL-Kraftstoffe lassen sich unsere CO2-Emissionen deutlich reduzieren. Allerdings ist die energetische Ausbeute der Pflanzen auf Grund der komplizierten Herstellungsverfahren gering. Als hydrierte Pflanzenöle (HVO) bezeichnet man die Pflanzenöle, die durch eine chemische Reaktion zu Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden. Ihre Eigenschaften ähneln sehr denen der fossilen Kraftstoffe und können daher ohne weitere Anpassungsvorgänge beigemischt werden. Kraftstoffe aus HVO ermöglichen eine Reduzierung der AbgasEmissionen. Der Verlust von Anbaufläche, die ansonsten für Lebensmittel genutzt werden könnten, stellt einen Nachteil dar. Dies trifft aber nicht auf alle Pflanzen zu, da z.B. Raps auch während der Regenerationsphase eines Bodens angebaut werden kann. Die Jatropha-Pflanze wird hauptsächlich in Asien angebaut. Sie hält den Temperaturen in großer Höhe stand. Laut Joachim Buse, Mitarbeiter bei der Lufthansa im Bereich Ökosprit, müsste man ganz Niedersachsen mit Jatropha bepflanzen, damit die Lufthansa vollständig mit Biosprit fliegen könnte. Daher wird der Kraftstoff derzeit nur beigemischt. Zudem stellt der Anbau der Jatropha-Pflanze eine Konkurrenz zum Nahrungsmittelanbau dar, was höhere Nahrungsmittelpreise zur Folge haben kann. Lufthansa wird als erste Fluggesellschaft den Jatropha-Kraftstoff nutzen. Zunächst wird er nur für ein halbes Jahr auf der Strecke Frankfurt-Hamburg eingesetzt. Die dritte Generation beinhaltet die Algen und Halophyte. Sie bilden eine eigene Generation, da sie flächenmäßig effizienter sind. Algen wachsen sehr schnell und vervielfachen ihre Masse während eines Tages. Dabei absorbieren sie große Mengen an Kohlendioxid. Außerdem benötigen sie keine erstklassigen Ackerböden und stehen somit in keiner Konkurrenz zum Lebensmittelanbau. Allerdings haben nur einige Algenarten hohe Wachstumsraten und einen hohen Ölanteil. Die Isolation dieser Algenarten ist jedoch kompliziert. Halophyte sind Salzpflanzen, die gegenüber den konventionellen Kraftstoffen weniger CO2Emissionen haben. Das landwirtschaftlich nutzbare Flächenpotential lässt sich durch den Rückgriff auf saline Flächen vergrößern. Allerdings erfordert der Halophytenanbau komplizierte Verfahren, um z.B. eine Vermischung des Salzwassers mit dem Grundwasser zu verhindern.




Großer Vorteil der Biokraftstoffe ist ihre gute CO2- Bilanz. Diese ist aber nicht vollständig neutral, da zur Herstellung des Biokraftstoffes Energie aufgewendet wird, die aus fossilen Quellen stammt. Jedoch wird bei der Verbrennung nur das CO2 frei, das die Pflanzen zuvor gebunden haben. Daher ist es ein geschlossener CO2-Kreislauf. Weitere positive Aspekte sind die Ressourcenschonung und die Unabhängigkeit von Ölimporten. Doch es ist häufig der Fall, dass Regenwälder für den Anbau von „Energiepflanzen“, gerodet werden. Dadurch stellt sich die Frage, ob der Umwelt hier ein Gefallen getan wird.







Stellungnahme Zusammenfassend lässt sich sagen, dass jeder dieser alternativen Kraftstoffe Vor- und Nachteile bietet. Allerdings überwiegen bei einigen die Nachteile so stark, dass kein Gewinn für die Umwelt entsteht. Kraftstoffe aus unkonventionellem Öl betrachten wir nicht als zukunftsfähig. Hohe Umweltbelastungen, Beschädigung der Landschaft, hoher Wasserverbrauch, krebserregende Stoffe und der Aspekt, dass der fossile Energieträger nur begrenzt zur Verfügung steht, lassen den Vorteil der niedrigen Kosten klein aussehen. Obwohl synthetische Kraftstoffe einige Nachteile mit sich bringen, wie z.B. eine schlechte CO2-Bilanz, eine energieaufwändige Herstellung und hohe Kosten, eignen sie sich als Überbrückung auf dem Weg zu erneuerbaren Kraftstoffen, da die vorhandene Infrastruktur weiter genutzt werden kann. Flüssige Gase bieten die Vorteile, dass sie eine weitaus sauberere Verbrennung haben, als andere regenerative Kraftstoffe. Dennoch werden sie in weiterer Zukunft nicht einsetzbar sein, da wegen der Kühlerfordernisse eine komplette Umstellung der Infrastruktur nötig wäre. Die Biokraftstoffe der ersten beiden Generationen schließen wir trotz vieler Vorteile aus, da sie die für Lebensmittel nutzbaren Flächen belegen. Die Folge daraus sind erhöhte Lebensmittelpreise, die insbesondere den ärmeren Menschen in den Entwicklungsländern zu schaffen machen. Deshalb sind wir für die Biokraftstoffe der dritten Generation. Wir sehen in ihnen ein großes Potenzial, unsere Zukunft umweltfreundlicher zu gestalten. Derzeit sind sie zwar noch nicht marktfähig, aber wir finden, dass weiterhin in ihre Entwicklung investiert werden sollte. Algen und Halophyte – Sie sind umweltfreundlich, sie sind nachhaltig, sie sind zukunftsfähig!!! Wir sollten in eine saubere Zukunft investieren. Denn wie schon Charles Darwin sagte: „Alles, was gegen die Natur ist, hat auf Dauer keinen Bestand.“ Kraftstoff aus unkonventionellem Öl

Synthetische Kraftstoffe

Flüssige Gase

Biokraftstoffe

Emissionen

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Fläche

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Kosten

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Nachhaltigkeit

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Sicherheit/ Gesundheit

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Bewertung:

+ positiv

o neutral

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Grafik: Juliane Heßel, Michelle Dörner, Teresa Lehmann




Oberursel, den 17. Mai 2011 





ANHANG Quellen: FAS. 8.Mai 2011. S. 38. „Das Flugbenzin kommt bald vom Acker.“. Dyrk Scherff FAZ. 9.März 2011.S.12. „Ölkonzerne stecken Milliarden in Biotreibstoff.“ Theu.London FAZ.15.Februar 2011 „Der Antrieb von morgen“. Christian Bartsch http://presse.lufthansa.com/de/meldungen/view/archive/2010/november/29/select_category/4%2C26% 2C27%2C28/article/1828.html http://www.biofuelwatch.org.uk/index.php http://alternative-kraftstoffe.com/alternative-kraftstoffe/ http://www.bio-kraftstoffe.info/kraftstoffe/ http://www.mtu.de/de/technologies/engineering_news/development/Sieber_Sicherung_Luftverkehr_de .pdf http://www.robinwood.de/fileadmin/Redaktion/Dokumente/Magazin/2010-1/104-16-18-agro.pdf http://www.bee-ev.de/_downloads/publikationen/studien/2009/091123_eraStudie_Marginal_Oil_Endbericht.pdf http://www.focus.de/wissen/wissenschaft/luftverkehr-neue-treibstoffe-fuer-bessere-oeko-bilanz-beimfliegen_aid_474713.html http://www.vie-umwelt.at/jart/prj3/umwelt/umwelt.jart?rel=de&content-id=1264723271957&reservemode=active http://www.verivox.de/ratgeber/fluessiges-erdgas-lng-40319.aspx http://www.esso.com/files/PA/Europe/Germany/lng.pdf http://www.konservativ.de/epoche/137/epo_137q.htm http://www.greengear.de/synfuel-gtl-ctl-gas-to-liquids-coal-to-liquids/ http://www.uni-protokolle.de/Lexikon/Gas-to-Liquids_(GtL).html http://www.linde-engineering.com/de/process_plants/liquefied_natural_gas/index.html http://www.nzz.ch/2006/05/31/ft/articleE5LDL.html http://www.unendlich-vielenergie.de/uploads/media/AEE_Globale_Bioenergienutzung_Kurzstudie_jun09_01.pdf http://www.fzt.haw-hamburg.de/pers/Scholz/dglr/hh/text_2009_06_25_BioFuel.pdf http://www.oekosmos.de/artikel/details/schweroel/ http://www.klimaretter.info/politik/hintergrund/6408-eu-knickt-vor-oelsand-lobby-ein




http://oelschiefer.twoday.net/topics/D.+Was+ist+%C3%96lschiefer/