Erfolgsbedingungen und Entwicklungsperspektiven biogener Kraftstoffe in Deutschland

Diplomarbeit von Stephanie Brysch

Problemstellung:

Mit Blick auf die zurückliegenden Jahre lässt sich in der Nutzung von Kraftstoffen in der Automobilindustrie eine neue Tendenz feststellen. Die biogenen Kraftstoffe gewinnen neben den fossilen Treibstoffen an Bedeutung. Gründe dafür sind unter anderem die erheblichen Klimaveränderungen und die Ressourcenschonung.

Die Endlichkeit der fossilen Brennstoffe, ihre steigenden Preise bei politischen Unruhen und die Abhängigkeit Deutschlands von anderen Staaten zwingen zum Umdenken in der Energienutzung. Außerdem fordert der Anstieg von Treibhausgasen in der Atmosphäre einen Wechsel der Energieträger. Als Ersatz für Benzin und Diesel in der Automobilindustrie bieten sich hierbei die biogenen Kraftstoffe an. Angeführt vom Biodiesel (Rapsmethylester) gibt es in Deutschland eine Vielzahl von Biokraftstoffen, die Potential haben, als Motorkraftstoff genutzt zu werden.

Auch wenn das Thema zunehmend an Bedeutung gewinnt und jeder neue Biokraftstoff positiv angenommen wird, ist es dennoch ratsam, sich mit den angebotenen alternativen Kraftstoffen auch kritisch auseinander zu setzen. Allein der Umstand, dass ein Wort die Silbe „bio“ beinhaltet, garantiert noch keine Klimaverbesserung und birgt eventuell sogar neue, bisher noch weitgehend unbekannte Probleme.

Daher ist eine eingehende kritische Betrachtung der einzelnen biogenen Kraftstoffe nötig, um die Vor- und Nachteile klar herauszustellen. Erst dadurch kann deutlich werden, ob es zwischen den alternativen Energieträgern gravierende Unterschiede gibt. Ein Herausarbeiten dieser Unterschiede in einem direkten Vergleich liefert die Voraussetzung die Biokraftstoffe mit dem größten Nutzen zu identifizieren und damit die Möglichkeit, sich in der Praxis auf diese Biokraftstoffe zu konzentrieren.

Durch die vielschichtige und kritische Betrachtung der biogenen Kraftstoffe gestützt durch Literatur und Experteninterviews lässt sich am Ende dieser Arbeit eine Trendanalyse erstellen. Hierbei wird das besondere Augenmerk auf den in naher Zukunft am besten geeigneten Biokraftstoff gelegt.

Inhaltsverzeichnis:

Textprobe:

Kapitel 5.2.1.2, Produktionskosten:

Bioenergie ist im Vergleich zu Energie aus fossilen Energieträgern deutlich teurer. Bei Berücksichtigung der externen Kosten würden die fossilen Energieträger allerdings schlechter abschneiden. Unter externen Kosten versteht man die Kosten, die durch die Auswirkung einer Aktivität auf Dritte entstehen und nicht kompensiert werden, das heißt nicht vom eigentlichen Verursacher getragen werden, weil sie nicht im Marktpreis enthalten sind. Dazu zählen z.B. Waldsterben, Klimaveränderung, infolge der Emission von Schadstoffen und Gesundheitsschäden. Man spricht auch von negativen externen Effekten. Um den Preis richtig abzubilden, wäre eine Internalisierung der externen Kosten nötig. Dies ist schwierig, weil dann für die externen Effekte ein Preis festgelegt werden muss und dieser nur schwer zu bestimmen ist.

Auf die Produktionskosten haben die drei Faktoren Rohstoffkosten, Konversionskosten und Beimischungskosten den größten Einfluss. Dabei stellen die eingesetzten Rohstoffe mit einem Anteil von 50 bis 80% den dominierenden Produktionskostenfaktor dar. Mit der parallelen Förderung von Agrarwirtschaft und Biokraftstoffen entsteht somit ein Zielkonflikt. Zur Unterstützung der Landwirtschaft sind hohe Rohstoffpreise nötig, diese verringern jedoch wieder die Wettbewerbsfähigkeit von Biokraftstoffen. Günstige Rohstoffe sind unabdingbar, um die Produktion der biogenen Kraftstoffe wettbewerbsfähig zu machen.

Die Konversionskosten sind von der Anlagengröße (siehe Kapitel 5.2.2.2), dem Energiekonzept der Anlage und den Absatzmöglichkeiten der Kuppelprodukte (z.B. Rapsschrot, Futtermittel und Glycerin) abhängig. Durch eine zunehmende Biokraftstoffproduktion droht ein Preisverfall bei den Kuppelprodukten. Die Kosten der Beimischung richten sich nach dem Kraftstoff und den technischen Möglichkeiten. Hohe Kosten werden durch zusätzliche Aufwendungen für die Infrastruktur bzw. laufende Kosten in den Raffinerien verursacht (z.B. Anlieferung, Tanks, Leitungen und Lagerung).

Da der Einfluss der drei Faktoren auf die Produktionskosten stark variiert, finden sich in der Literatur auch unterschiedliche Angaben über die verschiedenen Biokraftstoffe. Die Produktionskosten der einzelnen Kraftstoffe nach Weitz werden in der folgenden Tabelle dargestellt. Weil einige Kraftstoffe einen geringeren Energiegehalt besitzen, wird auch der Preis pro Liter Dieseläquivalent aufgeführt. Die Biokraftstoffe sollen die fossilen Treibstoffe ablösen und daher ist es sinnvoll, dass der Vergleich auch auf einer gleichen Energiebasis stattfindet.

Im direkten Vergleich der Biokraftstoffe schneiden Rapsöl und Bioethanol aus Weizen mit 0,46 EUR/l am besten ab und stellen bezüglich der Produktionskosten die Optimalen der vier Biokraftstoffe dar. Dies ist auch der Fall, wenn man die Produktionskosten inklusive Distribution und Mehrwertsteuer betrachtet. Doch da alle Biokraftstoffe eine differierende Energiemenge aufweisen, sind unterschiedliche Mengen notwendig um einen Liter Dieseläquivalent bereitzustellen. Bioethanol als Dieseläquivalent verursacht somit annähernd so hohe Kosten wie Biomass-to-Liquid und beide Kraftstoffe können preislich nicht mit den anderen biogenen Kraftstoffen konkurrieren. So sind Pflanzenöl und Biodiesel als Dieseläquivalent unter den vier Kraftstoffen am geeignetsten.

Die Preisspanne bei den BtL-Kraftstoffen spiegelt die Spanne der Produktionskosten wider, die mittel- bis langfristig angenommen werden. Aufgrund des noch geringen Entwicklungsstandes und der Möglichkeit die komplexen Produktionsprozesse technisch noch weiterzuentwickeln, ergeben sich unterschiedliche Kosten. Kurz- bis mittelfristig werden sich die Produktionskosten in der Nähe der höheren Produktionskosten wiederfinden. Mittel- bis langfristig gesehen sind jedoch die geringeren Produktionskosten zu erwarten.

Bei Biomass-to-Liquid fallen zwei wesentliche Punkte in der Kostenstruktur auf, die in der Tendenz gegenläufig sind. So wirkt sich die teils experimentelle Konversionstechnologie zweifellos kostensteigernd aus. Jedoch ermöglicht die aufwendigere Technologie, dass eine diversifizierte Rohstoffbasis genutzt werden kann. Dadurch können die Rohstoffkosten erheblich gesenkt werden und machen in einer großen Produktionsanlage nur noch 40 bis 50% der Produktionskosten aus. Der Rohstoffkostenanteil bei RME und Bioethanol macht hingegen über 80% der Gesamtkosten aus.

Ein Großteil der Experten bewertet die Produktionskosten von Pflanzenöl als sehr niedrig bis niedrig und daher ergibt sich für diesen biogenen Kraftstoff mit 2,5 Punkten der beste Wert bei den Produktionskosten (Anders als bei den übrigen Kriterien in der Gruppe schneidet bei den Produktionskosten der Biokraftstoff mit der geringsten durchschnittlichen Punktzahl am besten ab). Alle anderen Biokraftstoffe werden mit durchschnittlich etwa drei Punkten bewertet und schneiden daher schlechter ab. Daher ist als eindeutiges Ergebnis festzuhalten, dass die Produktion von Pflanzenöl die geringsten Kosten verursacht.