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Biodieselherstellung und ihre Einbindung in das Agribusiness

Hausarbeit (Hauptseminar) 2011 29 Seiten

Geowissenschaften / Geographie - Wirtschaftsgeographie

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Biokraftstoffe - Allgemeines

3 Biodiesel
3.1 Herstellung
3.2 Internationale Situation
3.3 Situation in Deutschland

4 Rohstoffe für die Herstellung von Biodiesel
4.1 Raps
4.2 Soja
4.3 Palmöl
4.4 Jatropha
4.5 Algen

5 Akteure und Standorte

6 Folgen/Auswirkungen Anbauländer
6.1 Soziale Aspekte
6.2 Ökologische Aspekte

7 Zusammenfassung/Fazit

Literatur

1 Einleitung

Aufgrund der in den letzten Jahren stark angestiegenen Rohölpreise und dem durch den Klimawandel geschärften Klimabewusstsein erfahren Biokraftstoffe, allen voran Bioethanol und Biodiesel, weltweit wachsender Beliebtheit. Der im Jahre 2000 von Meurer (2000:17) angesprochene Grenzbereich von 30 US$ pro Barrel (Maßeinheit des Raums; etwa 159 Liter) Rohöl, ab dem den biogenen Brennstoffen eine Wettbewerbsfähigkeit attestiert wird, wurde in den letzten fünf Jahren teilweise deutlich (Tagesspitzenwerte bis über 140 US$) überschritten. Hinzu kommen von staatlicher Seite Zielvorgaben und Unterstützung bezüglich der Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen. So wie in der „EU-Richtlinie zur Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen oder anderen erneuerbaren Kraftstoffen im Verkehrssektor“ von 2003, die einen Marktanteil dieser Kraftstoffe in allen Mitgliedsländern der EU bis zum Jahre 2005 von 2%, bis Ende 2010 von 5,75% (Reinhardt/Gärtner 2005:400) und bis 2020 10% (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 2009) vorsah bzw. vorsieht und dafür z.B. Steuerbefreiungen einräumt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung von Biodiesel und ihre Einbindung in das Agribusiness. Neben der Beschreibung der Biodieselherstellung wird auf internationale Zahlen und vor allem auf die Situation in Deutschland eingegangen. Es werden Raps, Soja, Palmöl sowie Jatropha und Algen als Rohstoffe für die Herstellung vorgestellt. Schließlich gibt es auch eine Darstellung der verschiedenen Akteure und Standorte in der gesamten Wertschöpfungskette des Biodiesels als auch eine Schilderung von Folgen und Auswirkungen in den Anbauländern.

2 Biokraftstoffe - Allgemeines

„Biokraftstoffe sind flüssige oder gasförmige Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden und die als Kraftstoff zum Betrieb von Fahrzeugverbrennungsmotoren bestimmt sind“ (Brysch 2008:19). Man unterscheidet hierbei zwischen der ersten und zweiten Generation. Zur ersten Generation gehören Pflanzenöl und Biodiesel aus Ölsamen sowie Bioethanol aus zum Beispiel Mais, Getreide oder Zuckerrohr. Weil bei der ersten Generation die Konkurrenz zu Nahrungsmitteln und der teilweise hohe Flächenbedarf (siehe Abbildung 1) ein Problem darstellen, wird bei der zweiten Generation der Biotreibstoffe vermehrt auf die Verarbeitung von Pflanzenresten wie Stroh und Restholz gesetzt. Zur zweiten Generation gehören Biomass-to-Liquid-Verfahren, Biomethan und Wasserstoff (Brysch 2008:29).

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Abbildung 1: Biokraftstoffe im Vergleich. Quelle: FNR (2011).

Biokraftstoffe liefern heute global etwa 1% der flüssigen Treibstoffe. Die bei weitem wichtigsten sind Bioethanol und Biodiesel (Brücher 2009:214) mit 90 bzw. 10% Weltmarktanteil (Gerling/Gans 2008:58).

3 Biodiesel

3.1 Herstellung

Biodiesel ist ein Kraftstoff, welcher aus pflanzlichen und tierischen Fetten gewonnen werden kann. Die chemische Bezeichnung ist Fettsäuremethylester (Brysch 2008:31). Zunächst findet in kleinen und großen Ölmühlen die Herstellung des Pflanzenöl direkt durch Pressung oder Extraktion (Herauslösung) der Ölsaaten statt. Schwebstoffe (z.B. Staub) werden anschließend durch Filtration oder Sedimentation herausgetrennt. Der Rest (Presskuchen) wird in der Regel als Tierfutter eingesetzt (Geitmann 2008:65-66).

In den zentralen, großtechnischen Ölmühlen erfolgt die Gewinnung des Rapsöls mit einem aufwendigeren Verfahren als bei den dezentralen Ölmühlen. Hier wird, im Gegensatz zu den kleinen dezentralen Ölmühlen (75-85%), durch den Einsatz eines Lösungsmittels zur Extraktion eine Ölausbeute von 99% erreicht (Breuer 2004:25). Die folgende Abbildung 2 zeigt skizzenhaft den Verfahrensablauf bei der Gewinnung von Pflanzenölen.

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Abbildung 2: Verfahrensablauf bei der Gewinnung von Pflanzenölen in Anlagen im kleinen Leistungsbereich. Quelle: Weitz (2006), S.58.

In einem darauf folgenden Verarbeitungsschritt findet eine Umesterung der Öle statt (Weitz 2006:59). Dabei werden zum Rapsöl etwa 10% Methylalkohol hinzugegeben. Mit Hilfe eines Katalysators wird der Prozess bei geringem Energieaufwand beschleunigt. Nach anschließender Trennung und Reinigung entstehen Biodiesel und etwa 10% Glycerin (siehe Abbildung 3).

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Abbildung 3: Umesterung von Rapsöl zu Biodiesel. Quelle: UFOP (2011).

Der Chemierohstoff Glycerin ist ein Alkohol, der nach weiteren Verarbeitungsschritten in der Pharma-, Kunststoff-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden kann. Somit bleibt das Prinzip des geschlossenen Stoffkreislaufes während des gesamten Herstellungsprozesses von Biodiesel erhalten, da ja auch der bei der Ölsaatenverarbeitung entstandene Presskuchen (auch Rapsschrot oder Rapskuchen genannt) weiter verwendet wird (Brysch 2008:32). Das Hauptziel der Umesterung ist die Verringerung der Viskosität (Fließneigung) um ähnliche Eigenschaften wie von Dieselöl zu erreichen (Geitmann 2008:65). „Hierdurch erfüllt Biodiesel die Voraussetzung bzw. Anforderung, in modernen Dieselmotoren und Einspritzsystemen eingesetzt werden zu können“ (UFOP 2011). Biodiesel weist 33 MJ/l auf, was einen 91% - Energiegehalt von Diesel bedeutet. Er ist allein oder gemischt mit Dieselöl verwendbar, wie zum Beispiel als „B-10-Diesel“ mit einem biogenen Anteil von 10%, jedoch mit einem 8% höheren Verbrauch (Brücher 2009:213). Seit Februar 2009 erlaubt eine Dieselnorm die Beimischung bis 7% in Deutschland (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit 2009). Wird reiner Biodiesel getankt, sollte der Motor vom Hersteller freigegeben sein (Quaschning 2008:278).

3.2 Internationale Situation

Abbildung 4 zeigt die weltweiten Produktionszahlen von Biodiesel. Mit Deutschland und Frankreich liegen zwei Länder aus Europa mit großem Abstand an der Spitze. Sie produzierten im Jahre 2009 etwa 2,6 Millionen Liter Biodiesel. Die größten Biodieselproduzenten außerhalb Europas sind die USA mit 2,1 Milliarden Litern sowie Brasilien (1,6 Mil.) und Argentinien (1,4 Mil.) (Worldwatch Institute 2010:2).

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Abbildung 4: Biodiesel Produktion International. Quelle: Worldwatch Institute (2009).

3.3 Situation in Deutschland

Deutschland war 2009 zusammen mit Frankreich der größte Biodieselproduzent. In Deutschland lag der Biokraftstoffanteil im Jahre 2009 bei etwa 5,5 % (siehe Abb.5), wobei der größte Anteil des Biodiesels als Mineralölbeimischungen und Kraftstoff für Nutzfahrzeuge (an Eigenverbrauchstankstellen erhältlich) verwendet wird (FNR 2011).

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Abbildung 5: Primärkraftstoffverbrauch Deutschland 2009. Quelle: FNR (2009).

Raps ist in Europa und Deutschland die bevorzugte Pflanze zur Herstellung von Biodiesel (Brysch 2008:31). 2009 machte Biodiesel mit 77% den größten Anteil an den Biokraftstoffen aus. Einen rund 20 % Anteil hat Bioethanol gefolgt von reinem Pflanzenöl mit 3%. (siehe Abb. 6).

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Abbildung 6: Biokraftstoffe in Deutschland in 2009. Quelle: FNR (2009).

Zur Zeit gibt es in Deutschland eine rückläufige Produktion von Biodiesel als auch vom Biokraftstoffanteil am gesamten Kraftstoffverbrauch. Abbildung 7 zeigt eine Senkung von 1 Millionen Tonnen bei den Biokraftstoffen in den Jahren von 2007 bis 2009. In dieser Zeitspanne nahm auch die Biodieselproduktion um etwa 0,8 Mil. Tonnen ab.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 7: Entwicklung Biokraftstoffe in Deutschland. Quelle: FNR (2009).

Bei der Betrachtung der folgenden Grafik fällt zum einen auf, dass die Differenz zwischen Produktionskapazitäten die Produktionszahlen als auch die Absatzzahlen in den letzten Jahren immer größer wird. Im Jahre 2009 war die Produktionskapazität fast doppelt so groß wie die tatsächliche Produktion. Das weist auf eine große Überkapazität hin. Zum anderen fällt zum Beispiel im Jahr 2009 eine geringe Übersteigung der Produktion durch den Absatz auf (etwa 17.000 Tonnen). Dies könnte mit dem Import von Biodiesel im Zusammenhang stehen. Die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe geht bei der Beschreibung dieser Grafik nicht darauf ein.

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Details

Seiten
29
Jahr
2011
ISBN (eBook)
9783656173649
ISBN (Buch)
9783656173830
Dateigröße
1.6 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v192432
Institution / Hochschule
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen – Geographisches Institut
Note
1,7
Schlagworte
Biodiesel Biokraftstoffe
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