Biomass-to-Liquid (BtL-Kraftstoff auf Deutsch:Biomasse zu Flüssigkeit) bezeichnet Synthetische Kraftstoffe, die aus Biomasse hergestellt werden. Im Gegensatz zu Biodiesel wird BtL-Kraftstoff allgemein aus fester Biomasse (Zum Beispiel Brennholz, Stroh, Bioabfall, Tiermehl, Schilf), also aus Zellulose bzw. Hemizellulose, und nicht nur aus Pflanzenöl, also Ölfrüchten, hergestellt. Damit ist der Hektar-Ertrag bedeutend höher.
Bei z.B. eigens zur Kraftstoffherstellung angebauten Pflanzen wird eine Ausbeute von etwa 4.000 l pro Hektar erwartet. Schätzungen gehen davon aus, dass sie das Potential besitzen 20-25 % des deutschen Kraftstoffbedarfs zu ersetzen, europaweit sogar noch wesentlich mehr. Mit diesem Leistungsvermögen können BtL-Kraftstoffe erheblich zur Substitution der endlichen fossilen Kraftstoffe beitragen.
Die wichtigsten Schritte des gängigsten Herstellungsverfahrens für diese Art Sprit sind die Vergasung der Biomasse, bei der das sogenannte Synthesegas erzeugt wird, sowie die anschließende Synthese mit dem Fischer-Tropsch-Verfahren oder dem Methanol-to-Gasoline-Verfahren (MtG). Als Endprodukt können Kraftstoffe erzeugt werden, die sich chemisch etwas von konventionellen Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel unterscheiden, aber ebenfalls in Otto- oder Dieselmotoren verwendet werden können.
BTL-Kraftstoff im Vergleich zu Diesel
| BTL-Kraftstoff | Dieselkraftstoff | |
|---|---|---|
| Heizwert massebezogen in MJ/kg | 43,9 | 43,1 |
| Heizwert volumetrisch in MJ/l | 33,5 | 35,9 |
| Dichte (15 °C) in kg/l | 0,76 | 0,83 |
| Kin. Viskosität (20 °C) in mm²/s | 4,0 | 5,0 |
| Cetanzahl | > 70 | > 51 |
| ROZ (Oktanzahl) | – | – |
| Flammpunkt in °C | 88 | 80 |
| Kraftstoffäquivalenz* | 0,93 | 1 |
* Lesebeispiel:Der Energieinhalt von 1 l BTL-Kraftstoff entspricht dem Energieinhalt von ca. 0,93 l Dieselkraftstoff.
Umweltauswirkungen von BTL-Kraftstoffen
Die Umweltauswirkungen dieser Kraftstoffe hängen von der verwendeten Biomasse ab. Restholz oder Waldholz erzeugen eine geringe Umweltbelastung. Bei Energiepflanzen werden mehr Treibhausgase erzeugt und die Umweltbelastungen steigen. Dazu kommt noch dass es noch keine verfahren zur bearbeitung der Abfallprodukte die bei der Produktion anfallen.
Vorteile
- BtL-Kraftstoffe haben ähnliche Vorteile wie andere erneuerbare Energien, wie
- Vermeidung von CO2-Emissionen
- Schonung fossiler Ressourcen
- größere Unabhängigkeit von Energieimporten
- Stärkung der regionalen Wirtschaft
- Für die BtL-Herstellung kann theoretisch jede verfügbare pflanzliche
Biomasse verwendet werden, wie Pflanzenabfälle, Laub, Restholz und andere,
bisher ungenutzte Biomasse. Damit wird auch eine Nutzungs- und Flächenkonkurrenz vermieden (zum Beispiel zur Nutzung von Rohstoffen zur Nahrungsmittelproduktion). Allerdings wird dadurch auch das Potential der BtL-Kraftstoffe begrenzt. - Der jährliche Holzzuwachs in Deutschland beträgt etwa 65 Mio. m3, was 4 % Massenzunahme entspricht. Rund ein Viertel des jährlichen Dieselbedarfs könnte damit gedeckt werden. Allerdings besteht eine Nutzungskonkurrenz z. B. zur stofflichen Nutzung (Nutzholz) und zur Herstellung von Holzpellets oder Cellulose-Ethanol.
- Die gängigen Diesel- bzw. Ottomotoren können die entsprechenden BtL-Kraftstoffe ohne Umrüstung nutzen, während andere Biokraftstoffe (Ethanol, Pflanzenöl) eine Anpassung erfordern können. Auch die vorhandene Infrastruktur (Tankstellen) ist weiterhin nutzbar.
Nachteile
- Das Potential an bisher ungenutzter Biomasse ist begrenzt. Ein umfassender Ausbau der BtL-Herstellung würde somit auch zu einer verstärkten Flächen- und Nutzungskonkurrenz führen, da landwirtschaftliche und forstwirtschaftliche Flächen verstärkt hierfür genutzt werden müssten.
- Die Herstellungskosten für BtL werden hoch eingeschätzt, so dass mit den derzeitigen Herstellungsverfahren eine Konkurrenzfähigkeit mit konventionellen Kraftstoffen nur bei finanzieller Förderung möglich erscheint.
- Ein weiterer Biokraftstoff, der sich in der Entwicklung befindet, ist Bioethanol. Für seine Herstellung würden ähnliche Rohstoffe wie für BtL benötigt. Unklar ist, welches Verfahren geeigneter ist.
- Bei der thermischen Umwandlung gehen je nach Verfahren und Nebenprodukten (Strom, Wärme) 30%-60% der in der Biomasse gespeicherten Energie verloren. Der Treibstoffertrag pro Hektar ist damit nicht zwingend höher als bei anderen Biotreibstoffen und kann je nach Ausgangsmaterial und Verfahren stark schwanken. Zudem ist der Aufwand für Ernte, Transport, Schreddern und anderes zu berücksichtigen.
Zukunft und Aussicht
Die Arbeiten an BtL und Lignozellulose-Ethanol sind im Forschungs- & Technikumsmaßstab und daher noch nicht konkurrenzfähig. Diese beiden Kraftstoffe haben – gegenüber Biogas – den Vorteil, flüssig zu sein. Methan hat, gespeichert als Druckgas, demgegenüber eine deutlich geringere Speicherdichte, und erlaubt deshalb geringere Reichweiten. Dieser Nachteil wird sich aber mit abnehmendem Energieverbrauch der Fahrzeuge relativieren. Um insgesamt attraktiv zu sein, dürfen die Nachteile des BtL oder des Lignozellulose-Ethanols bezüglich Energieeffizienz und Kosten aber nicht zu groß sein. Ob und wann hieraus konkurrenzfähige Produkte entstehen, ist gegenwärtig nicht einschätzbar. Förderungen in diesem Bereich sollten daher in der Forschung und nicht in der Markteinführung ansetzen (Quelle:Umweltbundesamt).
