"So, der Tank ist leer. Den müssen wir jetzt erstmal befüllen. Machen wir den Tankdeckel ganz normal auf. So, Zapfsäule. Füllen wir jetzt gerade ein bisschen ein. "
Freie Fahrt für Alkohol.
"Sie können hier ganz normal tanken wie an jeder normalen Tankstelle auch. Sie fahren mit dem Fahrzeug ran, ziehen den Zapfhahn raus, Tankstutzen aufmachen und betanken. "
Zu den Perspektiven alternativer Kraftstoffe.
"So, der Tank ist voll. Das war’s. [ZAPFHAHN] Machen wir alles noch zu. Und jetzt können wir losfahren. "
Eine Sendung von Volker Mrasek.
"Ganz normales Auto. Ganz normaler Tank. Das Einzige, was es zusätzlich gibt, ist eine Vorwärmung. Wenn es unter 20 Grad minus geht, kann man den Motor vorwärmen. Dann springt der Motor besser an. Ist deshalb so konzipiert, weil die Autos vorwiegend in Schweden fahren bisher. Da wird’s ja schon mal ein bisschen kälter. "
"Also, spingt ganz normal an. Läuft auch ganz normal. Wenn Sie sich anschnallen, bitte! "
Eine kleine Stadtrundfahrt in Bad Homburg, nördlich von Frankfurt am Main. Das Auto ist erst ein paar Wochen alt, sein Besitzer Zahnarzt in Bad Homburg - und Revolutionär: Hartmut Papke fährt das erste Bioethanol-Auto in Deutschland. Einen Ford Focus mit 1,8-Liter-Antrieb. Man darf den Motor mit Fug und Recht als Zwitter bezeichnen: Er läuft sowohl mit Superbenzin wie auch mit - Schnaps...
"Ich wusste genauso wenig von Bioethanol wie die meisten Menschen auch. Und ich werde heute auch ständig gefagt: Was ist Bioethanol eigentlich? "
Super, Normal, Diesel. Aber was ist Bioethanol? Oder überhaupt Ethanol?
Branntwein! Nichts anderes. Das Hochprozentige in unseren Spirituosen, auch "Trinkalkohol" genannt.
"Als Bioethanol bezeichnet man Alkohol, der aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wird. "
Der Agrar-Ingenieur Berthold Nolte, Geschäftsführer der Südzucker Bioethanol GmbH in Zeitz bei Leipzig...
Sprit vom Acker statt aus der Erdöl-Raffinerie. Noltes Unternehmen hat vor kurzem die bisher größte europäische Produktionsanlage für Bioethanol in Betrieb genommen. Auch andernorts in Deutschland werden die Kapazitäten für den Benzinersatz ausgebaut.
"Bioethanol entsteht heute aus zuckerhaltigen oder stärkehaltigen Rohstoffen. Zuckerhaltige Rohstoffe sind zum Beispiel die Zuckerrübe oder das Zuckerrohr. Stärkehaltige Rohstoffe können sein Kartoffeln oder auch alle Getreidearten. Es passiert dort im Grunde nichts anderes wie bei der normalen alkoholischen Gärung auch, zum Beispiel bei der Bierherstellung, indem dort Stärke verzuckert wird und dann vergoren wird. "
Noch vier Jahrzehnte vielleicht, dann neigt sich das Erdöl-Zeitalter dem Ende zu. Schon früher wird sich das schwarze Gold stark verteuern. Und damit auch Super-, Normal- und Diesel-Treibstoff. Davon darf man ausgehen.
Noch drängender ist ein anderes Problem: der Klimawandel. Die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle setzt enorme Mengen Kohlendioxid frei, ein Treibhausgas, das Wärme in der Atmosphäre zurückhält. Nach einhelliger Meinung von Klimaforschern muss der CO2-Ausstoß in den kommenden Jahrzehnten rigoros gesenkt werden, um eine gefährliche Veränderung des Klimas zu vermeiden. Dazu soll auch der Verkehr seinen Beitrag leisten.
Für einen Kraftstoff aus Zuckerrohr oder Getreidekörnern gilt: Das CO2, das bei der Verbrennung frei wird, haben die Pflanzen vorher - während ihres Wachstums - der Atmosphäre entzogen. Mit Blick auf den Rohstoff verbrennt Bio-Sprit deshalb "klimaneutral", wie man sagt. Emissionen entstehen nur noch bei der Feld-Bewirtschaftung und bei der Verarbeitung der Energiepflanzen.
In Europa ist es deshalb erklärter politischer Wille, nicht-fossile Kraftstoffe stärker im Markt unterzubringen...
"Initiiert wurde dieser neue Markt durch die europäische Biokraftstoff-Richtlinie, die vorsieht, dass bis zum Jahr 2010 5,75 Prozent des Kraftstoffs in Form von Biokraftstoffen abgedeckt werden soll. Zur Zeit sind praxisreif die Verfahren Biodiesel und Bioethanol. "
Biodiesel machte den Anfang. Der Kraftstoff wird aus Rapsöl gewonnen. Zahlreiche Nutzfahrzeug-Flotten, aber auch Privat-PKW fahren schon seit Jahren mit reinem Rapsöl-Methyl-Ester, wie Biodiesel auch genannt wird. Fast 2.000 Tankstellen bieten den alternativen Sprit heute bundesweit an, die Mineralölkonzerne mischen ihn inzwischen herkömmlichem Diesel bei - bis zu fünf Prozent. Schon jetzt kommt Biodiesel daher auf einen Anteil von schätzungsweise sechs Prozent am gesamten Diesel-Absatz in Deutschland.
Beim Benzin geht die Entwicklung gerade erst los. Bioethanol hat hier ähnliche Aussichten wie Biodiesel beim Selbstzünder. Der Alkohol kann Otto-Kraftstoffen zugemischt werden und so Benzin aus fossiler Quelle teilweise ersetzen. Bioethanol ist damit der zweite alternative Treibstoff, der im Verkehr Fuß fasst und aktuell die größte Aufmerksamkeit genießt - nicht nur in Deutschland übrigens.
Manfred Wörgetter, ausgewiesener Experte für Biokraftstoffe bei der österreichischen Bundesanstalt für Landtechnik.
"Man spricht bei den Biotreibstoffen von der ersten und der zweiten Generation. Die ersten Generation sind diejenigen, die bereits am Markt eingeführt sind von der technischen Seite her, also Bioethanol aus Stärke und Zucker, Biodiesel vorwiegend aus Rapsöl. Der nächste Schritt werden dann Treibstoffe der zweiten Generation sein. Die besten Chancen gibt man derzeit synthetischen Treibstoffen über den Schritt der Biomasse-Vergasung, der Synthetisierung von Treibstoff. "
Erdöl ist ein wüstes Gemisch aus unzähligen verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Das merkt man auch dem daraus fabrizierten Benzin und Diesel an: Sie enthalten am Ende noch Hunderte unterschiedlicher Kohlenstoff-Verbindungen. Darunter sind auch unerwünschte. Zum Beispiel solche, die schädliche Abgase produzieren, wenn sie im Motor verbrennen.
Ganz anders die synthetischen Treibstoffe der nächsten Generation. Sie lassen sich gleichsam komponieren. Etwa so: Man nimmt Holzabfälle, vergast sie bei hoher Temperatur und gewinnt über Zwischenschritte sauberes, so genanntes Synthese-Gas. Kein wildes Stoffgemisch wie bei den fossilen Rohstoffen, nur Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dieses Gas lässt sich weiterverarbeiten und verflüssigen, man kommt zu maßgeschneiderten Treibstoffen, die nur noch erwünschte Zutaten enthalten.
Experten sprechen von BTL- oder Designer-Kraftstoffen. BTL steht für biomass to liquid - für die Umwandlung von Biomasse in Flüssigtreibstoff.
"Wenn das funktioniert, dann sind wir in der Zeit so zwischen 2010 und 2025. Wie es dann nachher weiter geht, das sind reine Visionen. Die Visionen sind der Weg zum Wasserstoff. "
Wasserstoff! Der Sprit für Brennstoffzellen-Fahrzeuge, bei denen kein CO2 oder giftiges Benzol mehr aus dem Auspuffrohr quillt, sondern nur noch Wasserdampf.
Wasserstoff! Ein Energieträger, der allerdings nicht per sé zur Verfügung steht, sondern erst erzeugt werden muss. Und der eine völlig neue Infrastruktur erfordert. Für die Lagerung und Bereitstellung in Gasform bei Temperaturen jenseits von minus 250 Grad Celsius.
Wasserstoff! Einzelne Busse oder PKW-Prototypen mögen zwar heute schon mit Brennstoffzellen-Antrieb unterwegs sein. Doch unter den Alternativ-Treibstoffen zählt Wasserstoff erst zur 3. Generation.
"Aus heutiger Sicht wissen wir, dass in der absehbaren Zukunft, und damit meinen wir die nächsten 20 Jahre, Wasserstoff nur eine äußerst kleine Rolle spielen kann. "
Wolfgang Staiger, Entwicklungsingenieur bei VW in Wolfsburg und dort verantwortlich für neue Antriebskonzepte. So wie Staiger äußern sich auch andere Energieexperten:
Erst langfristig ist im Autoverkehr mit Wasserstoff als Energieträger zu rechnen.
Mittelfristig dürften BTL-Kraftstoffe zur Verfügung stehen.
Und kurzfristig landen wir bei Biodiesel und Bioethanol. Und damit wieder im hessischen Bad Homburg. Beim örtlichen Ford-Autohaus.
Hier hat Hartmut Papke nicht nur das erste - auf einen Privatmann zugelassene - Bioethanol-Auto Deutschlands gekauft. Hier werden sich nicht nur Mechaniker um die Inspektion des Fahrzeugs kümmern. Hier steht auch die derzeit einzige öffentliche Zapfsäule für den hochprozentigen Treibstoff. Und daneben Volker Bissing, Mitarbeiter des Autohauses.
"Das ist unsere Bioethanol-Tankstelle. Wir sind Deutschlands erster Hersteller, der diese Tankstelle eröffnet. Wenn ich heute auf eine große Tankstelle fahre, habe ich, na klar, mehrere Möglichkeiten mit Normalbenzin, Superbenzin, Diesel, 100 Oktan. Da haben wir halt wie gesagt jetzt nur unseren Bioethanol drin. "
Wer schon heute ein Bioethanol-Auto fährt, muss seine Tankstopps allerdings nicht zwangsläufig in Bad Homburg einlegen:
"Die Fahrzeuge haben speziell die Möglichkeit des Tankens: Bioethanol oder Super bleifrei. Das kann der Kunde wahlweise auch tanken. Also, er braucht keine Angst zu haben. Er kann jederzeit woanders damit Super bleifrei tanken. Und wenn er wieder hier bei uns ist, kann er Bioethanol dann auch wieder normal nachfüllen. "
Flexible Fuel Vehicles heißen die Beidesschlucker: "Kraftstoff-flexible Fahrzeuge", kurz: FFV. Viel unterscheidet sie nicht vom normalen Benziner. Die Ventile sind extra gehärtet, der Tank besonders gegen Rost geschützt. Das Wichtigste aber: FFV-Modelle haben einen Sensor an Bord, der automatisch erkennt, was gerade im Tank steckt: Super, Bio-Ethanol, oder auch eine Mischung von beidem. Das Motormanagement stellt die Zündzeitpunkte in der Brennkammer entsprechend ein. Sie müssen angepasst werden, weil Ethanol schneller verdampft als Benzin.
Aus der brandneuen Zapfsäule in Bad Homburg fließt E85. Der Kraftstoff heißt so, weil er zu 85 Prozent aus Ethanol besteht. Und nur noch zu 15 Prozent aus Benzin. Höhere Alkohol-Anteile möchte man Ottomotoren nicht zumuten, weil es dann im Winter Probleme beim Kaltstart geben könnte. Und im Sommer mit der Flüchtigkeit des Treibstoffes Hier hat Ethanol Nachteile gegenüber Benzin. Andererseits erhöht der Alkohol die Oktanzahl. Otto-Kraftstoff wird dadurch klopffester, und der Motor gewinnt Leistung hinzu.
Bisher bietet nur Ford zwei FFV-Modelle in Deutschland an. Andere Marken werden aber nachziehen. Der schwedische Hersteller Saab hat das bereits für das Frühjahr angekündigt. Auch Volvo, so wird vermutet, könnte bald folgen.
Allerdings muss man feststellen: Wenn es denn zum Bioethanol-Boom in Europa kommen sollte, dann geschieht das reichlich spät. In einem Land wie Brasilien wird der Alkohol schon lange zu Sprit verarbeitet. Dort fließt bereits seit 20 Jahren Schnaps mit in den Benzintank. Manfred Wörgetter hat die Entwicklung von Anfang an verfolgt:
"Brasilien ist eindeutig Vorreiter Nummer eins auf dem Biotreibstoff-Sektor. Sie haben sehr frühzeitig auf Bioethanol aus Zuckerrohr gesetzt. Ethanol wird in Brasilien bis zu 26 Prozent dem Benzin beigemischt. Alle Pkw fahren mit dieser Ethanol-Benzinmischung. Derzeit setzt man massiv auf die Flexibles Fuel Vehicles, die sowohl mit Benzin als auch mit Ethanol in jeder Zusammensetzung fahren können. "
Ein anderer wichtiger Bioethanol-Markt in Übersee sind die USA. Dort vertreiben die Mineralölkonzerne zum Beispiel E5 - ein Benzin, das fünf Prozent Bioethanol enthält. Auch so kommt der Alkohol auf enorme Verbrauchsmengen:
"In den Vereinigten Staaten hat man frühzeitig, bald nach den Brasilianern, darauf gesetzt, Ethanol vor allem aus Mais herzustellen. Und in den USA sind derzeit 96 große Ethanol-Anlagen in Betrieb. 23 neue Ethanol-Anlagen sind in Bau. Man erwartet, dass im Jahr 2006 die USA eine Kapazität von 20 Millionen Kubikmetern Ethanol haben. Das sind riesengroße Anlagen. "
Jetzt ist der Funke auch auf Europa übergesprungen. Schweden macht den Anfang.
Kaum, dass die Brüsseler Biokraftstoff-Richtlinie verabschiedet war, entschloß sich die Regierung in Stockholm, Bioethanol von der Steuer zu befreien. Mehr noch: Wer ein FFV-Modell fährt, zahlt in Innenstädten grundsätzlich keine Parkgebühr. Trotz fehlender Produktionskapazitäten im eigenen Land kennt Schweden dabei keine Versorgungsengpässe: Die Skandinavier importieren ihren Bioethanol aus Brasilien.
Die Biochemikerin und Kraftstoffexpertin Ann Segerborg von der nationalen schwedischen Umweltagentur:
"2004 ging es bei uns mit rund 18.000 Fahrzeugen los, die E85 tanken. Im nächsten Jahr dürften es bereits weit über 50.000 sein. Kürzlich hat die 300. Tankstelle in Schweden eine Bioethanol-Zapfsäule aufgestellt. Jedes zehnte neu zugelassene Fahrzeug in Schweden wird demnächst ein FFV-Modell sein.
"Vermarktet werden die Fahrzeuge neuerdings auch in Großbritannien und in Frankreich. Sie sind kaum teurer als reine Benzinmodelle. Der Preisunterschied beträgt lediglich einige hundert Euro. Sparen lässt sich auch beim Sprit. E85 ist von der Mineralölsteuer befreit, der Liter daher fast einen halben Euro billiger als Superbenzin. Andererseits hat Bioethanol keinen so hohen Brennwert. Ein Auto, das mit E85 fährt, verbraucht deshalb rund 30 Prozent mehr Kraftstoff.
"Ob FFV und E85 auch in Deutschland so einschlagen, sei zunächst offen, sagt Edmund Brück, Vorstandsmitglied bei Göhler, einem der größten deutschen Tankanlagenbauer mit Firmensitz im bayerischen Hösbach:
"Die Chancen sind größer als bei jedem anderen Kraftstoff. Ich brauche nicht wie bei den anderen Kraftstoffen das Henne-Ei-Problem zu lösen, dass ich also erst ’ne Rieseninfrastruktur für Erdgas, Flüssiggas, oder wie die anderen Kraftstoffe auch heißen, aufbauen muss. Es kommt jetzt darauf an, wie stark das forciert wird."
Natürlich spielen auch ökologische Kriterien eine große Rolle. Auf alternative Kraftstoffe umzusteigen macht nur dann Sinn, wenn dadurch wirklich klimaschädliche CO2-Emissionen vermindert werden. Außerdem sollten Bioethanol und Biodiesel nicht mehr Schadstoffe produzieren als fossile Treibstoffe - eher weniger. All das muss wissenschaftlich sauber bewertet werden. Ein Fall für die begleitende Energie- und Kraftstoff-Forschung.
"Als nächstes schalte ich unsere Wirbelstrombremse ein. Die Wirbelstrombremse simuliert die Belastung des Motors. Wir simulieren zum Beispiel eine Vollast-Fahrt. Und niemand ist in der Lage, den Motor festzuhalten, wenn er unter voller Last läuft. Deshalb nehmen wir eine Bremse dazu. Der Bremskreis läuft. Der Tankkreis ist in Betrieb. Alles leuchtet grün auf. Jetzt werd’ ich noch die Absaugungsanlage anschalten. "
Früher Morgen in Braunschweig. Bei der FAL, der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft. Die FAL unterhält einen eigenen Motorenprüfstand, untergebracht in einer geräumigen Werkstatthalle. Der Nebenraum dagegen ist kaum garagengroß. Darin insgesamt fünf Computer, auf den Bildschirmen Schaltpläne, an den Wänden Displays mit rotleuchtenden Ziffern, die sich hektisch ändern: Das ist die angeschlossene Steuerwarte.
Jürgen Krahl testet hier das Abgasverhalten von Diesel-Kraftstoffen. Der Chemiker ist Forschungsleiter in der Abteilung für Biosystemtechnik der FAL. Zugleich lehrt er an der Fachhochschule Coburg in Nordbayern. Auf dem Prüfstand ein Sechs-Zylinder-LKW-Motor, typisch für 7,5- oder 12-Tonner.
"Wir fahren den Motor mit verschiedenen Kraftstoffen. Mit Biodiesel, mit Diesel. Wir testen auch die neuen Markenkraftstoffe, die Mineralölfirmen in den letzten Jahren angeboten haben. Und schauen: Welchen Einfluss hat eine biogene Komponente im Vergleich zu einer fossilen Komponente hinsichtlich Emissionen, also Abgasen, und auch deren Wirkungen."
Als Professor ist Krahl nicht ständig am Prüfstand präsent. Den Job erledigt Thomas Berndt, Student der Physikalischen Technik in Coburg und für ein praktisches Semester nach Braunschweig abgeordnet.
"Als nächstes fahr’ ich jetzt hier mit der Maus zur Zündung. Und jetzt kann ich den Motor anlassen. "
"Der Motor läuft jetzt, und ich geb’ jetzt zum Beispiel ’mal 1.100 Umdrehungen pro Minute an. Ich muss natürlich auch Gas geben! Und man hört’s, wie der Motor langsam kommt."
" Wir fahren einen 13-Stufen-Test. Das ist ein in Europa genormter Test, der die typischen Betriebspunkte eines LKW simulieren soll. Der dauert 28 Minuten. Solange fährt der ein Meßprogramm ab, während dem wir dann die Probenahme für die Abgasanalytik durchführen."
Durch solche Messreihen auf dem Motorenprüfstand wissen Forscher wie Krahl, was bei einem alternativen Kraftstoff wie Biodiesel aus dem Auspuffrohr quillt.
Beim Diesel schwelt ja schon länger ein Konflikt um mutmaßliche Gesundheitsschäden. Es geht um Staubpartikel, die bei der Verbrennung frei werden und so fein sind, dass sie in die Lunge eindringen. Um Teilchen, die mutagen sind, also das Potential besitzen, irgendwann einmal zu einem Krebsherd zu werden. Biodiesel schneidet da nach Krahls Analysen besser ab:
" Man kann in kurzen Worten sagen, dass Biodiesel bei den meisten der Emissionen zu einer deutlichen Verbesserung führt. Insbesondere bei den krebserzeugenden Stoffen, insbesondere bei den mutagenen Stoffen, insbesondere bei der Partikelgesamtmasse, dass wir Vorteile für Biodiesel ganz eindeutig formulieren können."
Mit Bioethanol verhält es sich ähnlich. Schon in älteren Studien hat sich gezeigt, dass der Alkohol sauberer verbrennt als herkömmliches Benzin. Vor allem ein Kraftstoff wie E85 mit sehr hohem Ethanol-Anteil hat also einen Vorteil gegenüber klassischem Super. Zu klären ist aber noch, inwieweit der höhere Verbrauch von E85 diesen Öko-Bonus schmälert.
Die ersten Bioethanol-Autos sind am Markt, weitere Tankstellen nur eine Frage der Zeit. Und auch politisch ist eine stärkere Verbreitung des Benzin-Substitutes in Deutschland gewollt:
"Wenn wir die 5,75 Prozent alternative Kraftstoffe wollen bis zum Jahr 2010, dann werden wir an der Bioethanol-Geschichte nicht dran vorbei kommen. "
So viel sei klar, sagt Martin Kaltschmitt, Geschäftsführer des Instituts für Energetik und Umwelt in Leipzig und anerkannter Fachmann für erneuerbare Energien.
Eine Einschätzung, die von der neuen Bundesregierung geteilt wird. Sie will die gesetzliche Beimischungspflicht. An den Tankstellen sollen bald nur noch Benzin und Diesel mit 5 Prozentigem Bioanteil zu haben sein.
Beim Diesel hat die Mineralölwirtschaft diesen Weg bereits eingeschlagen. Und auch bei Otto-Kraftstoff spreche im Prinzip nichts dagegen, meint Axel Graf Bülow, Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes Freier Tankstellen:
"Nach der deutschen Norm, also nach der DIN-Norm, können Sie bis zu fünf Prozent Bioethanol in den Kraftstoff einfügen, wenn Sie die Kriterien einhalten der Norm. Das merken Sie gar nicht. Das ist ja Normkraftstoff. Das merken Sie auch im Auto nicht. Sie haben keinen Unterschied beim Betrieb."
Einzelne freie Tankstellen bieten E5 laut Bülow bereits an. Fehlanzeige dagegen bei den großen Mineralölfirmen. Sie wollen kein Benzin mit Ethanol-Beimischung. Denn ein solcher Kraftstoff braucht separate Lager und Zapfpistolen. Es sei problematisch, wenn E5 und herkömmliche Otto-Kraftstoffe in Kontakt miteinander kämen, argumentiert Klaus Picard, Hauptgeschäftsführer des Mineralöl-Wirtschaftsverbandes und studierter Agraringenieur:
" Wenn ich ethanolhaltigen Kraftstoff mit reinem Benzin mische, habe ich das Problem, dass aufgrund der chemisch-physikalischen Eigenschaften der Dampfdruck in die Höhe springt, was bedeutet, dass der Kraftstoff aus der Spezifikation rausgeht und dadurch nicht mehr verkäuflich ist."
Das ist das so genannte Dampfdruck-Problem. Auch Bioethanol-Verfechter Berthold Nolte stellt es nicht in Abrede:
" Natürlich müssen bei Mischungen aus Benzin und Ethanol die Dampfdrücke, so wie sie der Kraftstoff-Norm entsprechen, eingehalten werden. Das kann man aber möglich machen, indem man die 95 Prozent Benzin in einer anderen Spezifikation herstellt... ".
…was aber Nolte zufolge auf wenig Gegenliebe bei den großen Mineralölkonzernen stößt, ...
"...weil es einfach den Benzinanteil verteuert."
Verbandschef Picard betont, dass es auch noch andere Wege gibt, Ethanol in Otto-Kraftstoff einzubringen. Nicht in reiner Form, sondern als Bestandteil eines neuen Anti-Klopfmittels. ETBE ist das Kürzel für diese Verbindung. Tatsächlich besteht sie fast zur Hälfte aus Ethanol und hat ein früher gebräuchliches Additiv weitgehend ersetzt. Wissenschaftler wie Martin Kaltschmitt sehen aber kaum noch weitere Entwicklungspotentiale:
" Das Problem ist, dass eigentlich heute schon die Möglichkeiten der ETBE-Zumischung erschöpft sind."
Also kann es tatsächlich nur auf die Beimischung von reinem Bioethanol hinauslaufen. Auf E5 also. Und - falls reine Biokraftstoffe weiter steuerbegünstigt bleiben - auch auf E85.
" Aber auch da ist es so, dass die Ethanolerzeugung relativ energieaufwändig ist, relativ ineffizient bezogen auf das, was ich pro Hektar runterholen kann, [was] sie auch wirklich eher als - sagen wir mal - Zwischenstufe im Hinblick auf zukünftige alternative Kraftstoffe erscheinen lässt. Und dann ist die Frage: Was kommt dann in der 2. Generation?"
Den Auto-Kraftstoff der nächsten Generation gibt es bereits. Nicht am Markt, aber aus der Pilotanlage. Bei der Firma Chorén im sächsischen Freiberg ...
"Bitte folgen! Wir gehen ein paar Schritte weiter. Wir folgen dem Weg des Holzes. Das Holz ist hier in dem Dosierbunker und wird jetzt in die erste Prozeßstufe unseres Vergasungsverfahrens eingeschleust. Das ist der so genannte Niedertemperatur-Reaktor, Durchmesser von anderthalb Metern."
Jochen Vogels ist Ingenieur bei Chorén. Ihn zieht es in die dritte Ebene des viergeschossigen Stahlbaus, in dem es von Reaktoren, Kompressoren und Verdichtern wimmelt. Hier, neun Meter über dem Erdboden, kommt Vogels am besten an den Hochtemperatur-Vergaser ran. Dort wartet auch schon der technische Betriebsleiter, Mirko Roth…
"Muss man sich so vorstellen wie einen großen, vertikal aufgestellten Behälter. Der geht also fast bis unten zum Fundament. Das ist das Herzstück unserer Vergasungsanlage, in dem die Biomasse-Ströme in das / eigentliche Roh-Synthesegas umgewandelt werden."
In der Freiberger Anlage werden Holzreste stufenweise vergast. Im ersten Verfahrensschritt entstehen zunächst ein Schwelgas und so etwas wie Holzkohlen-Staub. Beide werden an späterer Stelle wieder in den Prozeß eingeführt. Ein raffinierter Trick: So kommt man schließlich zu einem teerfreien, sauberen Roh- oder Synthese-Gas. Das lässt sich leicht verflüssigen - in einer katalytischen Reaktion, die Chemiker als Fischer-Tropsch-Synthese kennen. Am Ende gewinnt Chorén auf diese Weise reine Kohlenwasserstoffe, die zu Diesel oder Benzin weiterverarbeitet werden können.
Das ist dann der Designer- oder BTL-Kraftstoff, von dem schon die Rede war. Und über den Vogels sagt:
"Also, im Moment sind wir davon überzeugt, dass es der Kraftstoff der Zukunft sein wird."
Chorén will die Produktion zielstrebig weiter ausbauen. Inzwischen steckt auch der Ölkonzern Shell Geld in das Projekt. Autohersteller wie Volkswagen und DaimlerChrysler testen den neuen Biosprit schon eifrig und richten ihre künftigen Motorenkonzepte darauf aus. VW-Entwicklungsingenieur Wolfgang Staiger:
" Wir haben heute circa zwei- bis dreitausend einzelne Moleküle im Kraftstoff drin, von denen wir nicht einmal die Hälfte kennen. Bei den synthetischen Kraftstoffen haben wir i.w. zehn Moleküle noch."
Keine lästigen Schwefelverbindungen, keine aromatischen Kohlenwasserstoffe oder sonstige Begleitsubstanzen, die die gleichmäßige Verbrennung des Kraftstoffes verhindern...
"Die Designer-Kraftstoffe ermög/lichen jetzt eine Entwicklung neuer Brennverfahren. Und wir haben die klare Absicht, ein Nachfolgeverfahren zu entwickeln, das sowohl die Vorteile der Diesel- als auch die der Ottomotoren-Brennverfahrenstechnologie beinhaltet. Das sind homogene selbstzündende Ottomotoren, die jetzt zwangsläufig auch vergleichbare Verbräuche haben wie die heutigen Dieselmotoren. Da ist quasi kein Unterschied mehr. "
Für die Herstellung von Bioethanol müssen Getreidekörner geerntet werden, für Biodiesel Raps-Samen. Künftige BTL-Raffinerien verwerten dagegen ganze Pflanzen. Oder einfach nur deren Ernterückstände. Stroh zum Beispiel oder Holzrinde. Das ist ein weiterer Pluspunkt für die künftigen Biomasse-Kraftstoffe: die effizientere Nutzung des Ausgangsmaterials.
Dieser Aspekt ist eminent wichtig. Denn natürlich stellt sich die Frage: Wo sollen die ganzen Energiepflanzen für die alternativen Treibstoffe herkommen? Um nur einmal Bioethanol als Beispiel zu nehmen:
" Wenn wir heute die europäische Biokraftstoff-Richtlinie erfüllen wollen, 5,75 Prozent des Benzins zu ersetzen, bräuchten wir etwa sieben Millionen Tonnen Getreide, wenn wir das in Deutschland aus Getreide herstellen würden. "
Eine enorme Menge, auf die Bertholt Nolte da kommt. Deutsche Landwirte ernteten aber allein 50 Millionen Tonnen Weizen jedes Jahr, sagt der Agraringenieur. Bis zu ein Drittel gehe heute noch in den Export. Künftig werde sich das aber nicht mehr lohnen. Somit stehe genügend Getreide zur Verfügung, um daraus Biosprit zu machen, was sich in Noltes Abschätzung ausdrückt,...
"...dass Europa genug Rohstoffe hat aus diesen sogenannten überschüssigen Rohstoffen, um 20 bis 25 Prozent des aktuellen Benzinbedarfes durch Bioethanol zu ersetzen. Das ist ein gewaltiges Potential. "
Man darf es aber auch nicht überschätzen. Genügend Holz, Stroh, Getreide und sonstige Biomasse, um fossile Kraftstoffe komplett zu ersetzen, steht auf jeden Fall nicht zur Verfügung. Dafür sind die heutigen Verbrauchsmengen einfach zu groß.
So gibt es Experten, die sagen, künftige BTL-Kraftstoffe schafften es höchstens, ein Sechstel des Benzin- und Dieselbedarfs im PKW-Bereich zu decken - von Nutzfahrzeugen und Flugzeugen ganz zu schweigen.
Bio-Kraftstoffe können die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern also vermindern, doch nur in begrenztem Umfang. Sie können den Verkehr CO2-ärmer und damit klimafreundlicher machen - doch vom Kopf auf die Füße stellen können sie ihn nicht.
Zur schleunigen Markteinführung von Bio-Sprit gebe es zwar keine Alternative, sagt Manfred Wörgetter. Doch sie allein könne nicht die Lösung sein, mahnt der Ingenieur aus Österreich:
"Es ist höchste Zeit, dass die Welt in Richtung einer Energiewende geht. Dieser schrankenlose Verbrauch von begrenzten Ressourcen! Auf der anderen Seite muss man sich völlig klar sein, dass Bioenergie nur einen relativ geringen Anteil des Energiehungers decken kann. Bioenergie mag bei den Alternativen mittelfristig die größte Rolle spielen. Aber langfristig kann es nur gelten, den Energiebedarf zu senken. Das wird nicht vermeidbar sein.
Sie hörten "Freie Fahrt für Biosaft. Zu den Perspektiven alternativer Kraftstoffe." Eine Sendung von Volker Mrasek. Es sprachen: Marietta Bürger und Jürg Löw. Produktion: Axel Scheibchen. Die Regie hatte Uli Blumenthal.
Freie Fahrt für Alkohol.
"Sie können hier ganz normal tanken wie an jeder normalen Tankstelle auch. Sie fahren mit dem Fahrzeug ran, ziehen den Zapfhahn raus, Tankstutzen aufmachen und betanken. "
Zu den Perspektiven alternativer Kraftstoffe.
"So, der Tank ist voll. Das war’s. [ZAPFHAHN] Machen wir alles noch zu. Und jetzt können wir losfahren. "
Eine Sendung von Volker Mrasek.
"Ganz normales Auto. Ganz normaler Tank. Das Einzige, was es zusätzlich gibt, ist eine Vorwärmung. Wenn es unter 20 Grad minus geht, kann man den Motor vorwärmen. Dann springt der Motor besser an. Ist deshalb so konzipiert, weil die Autos vorwiegend in Schweden fahren bisher. Da wird’s ja schon mal ein bisschen kälter. "
"Also, spingt ganz normal an. Läuft auch ganz normal. Wenn Sie sich anschnallen, bitte! "
Eine kleine Stadtrundfahrt in Bad Homburg, nördlich von Frankfurt am Main. Das Auto ist erst ein paar Wochen alt, sein Besitzer Zahnarzt in Bad Homburg - und Revolutionär: Hartmut Papke fährt das erste Bioethanol-Auto in Deutschland. Einen Ford Focus mit 1,8-Liter-Antrieb. Man darf den Motor mit Fug und Recht als Zwitter bezeichnen: Er läuft sowohl mit Superbenzin wie auch mit - Schnaps...
"Ich wusste genauso wenig von Bioethanol wie die meisten Menschen auch. Und ich werde heute auch ständig gefagt: Was ist Bioethanol eigentlich? "
Super, Normal, Diesel. Aber was ist Bioethanol? Oder überhaupt Ethanol?
Branntwein! Nichts anderes. Das Hochprozentige in unseren Spirituosen, auch "Trinkalkohol" genannt.
"Als Bioethanol bezeichnet man Alkohol, der aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt wird. "
Der Agrar-Ingenieur Berthold Nolte, Geschäftsführer der Südzucker Bioethanol GmbH in Zeitz bei Leipzig...
Sprit vom Acker statt aus der Erdöl-Raffinerie. Noltes Unternehmen hat vor kurzem die bisher größte europäische Produktionsanlage für Bioethanol in Betrieb genommen. Auch andernorts in Deutschland werden die Kapazitäten für den Benzinersatz ausgebaut.
"Bioethanol entsteht heute aus zuckerhaltigen oder stärkehaltigen Rohstoffen. Zuckerhaltige Rohstoffe sind zum Beispiel die Zuckerrübe oder das Zuckerrohr. Stärkehaltige Rohstoffe können sein Kartoffeln oder auch alle Getreidearten. Es passiert dort im Grunde nichts anderes wie bei der normalen alkoholischen Gärung auch, zum Beispiel bei der Bierherstellung, indem dort Stärke verzuckert wird und dann vergoren wird. "
Noch vier Jahrzehnte vielleicht, dann neigt sich das Erdöl-Zeitalter dem Ende zu. Schon früher wird sich das schwarze Gold stark verteuern. Und damit auch Super-, Normal- und Diesel-Treibstoff. Davon darf man ausgehen.
Noch drängender ist ein anderes Problem: der Klimawandel. Die Verbrennung der fossilen Energieträger Erdöl, Erdgas und Kohle setzt enorme Mengen Kohlendioxid frei, ein Treibhausgas, das Wärme in der Atmosphäre zurückhält. Nach einhelliger Meinung von Klimaforschern muss der CO2-Ausstoß in den kommenden Jahrzehnten rigoros gesenkt werden, um eine gefährliche Veränderung des Klimas zu vermeiden. Dazu soll auch der Verkehr seinen Beitrag leisten.
Für einen Kraftstoff aus Zuckerrohr oder Getreidekörnern gilt: Das CO2, das bei der Verbrennung frei wird, haben die Pflanzen vorher - während ihres Wachstums - der Atmosphäre entzogen. Mit Blick auf den Rohstoff verbrennt Bio-Sprit deshalb "klimaneutral", wie man sagt. Emissionen entstehen nur noch bei der Feld-Bewirtschaftung und bei der Verarbeitung der Energiepflanzen.
In Europa ist es deshalb erklärter politischer Wille, nicht-fossile Kraftstoffe stärker im Markt unterzubringen...
"Initiiert wurde dieser neue Markt durch die europäische Biokraftstoff-Richtlinie, die vorsieht, dass bis zum Jahr 2010 5,75 Prozent des Kraftstoffs in Form von Biokraftstoffen abgedeckt werden soll. Zur Zeit sind praxisreif die Verfahren Biodiesel und Bioethanol. "
Biodiesel machte den Anfang. Der Kraftstoff wird aus Rapsöl gewonnen. Zahlreiche Nutzfahrzeug-Flotten, aber auch Privat-PKW fahren schon seit Jahren mit reinem Rapsöl-Methyl-Ester, wie Biodiesel auch genannt wird. Fast 2.000 Tankstellen bieten den alternativen Sprit heute bundesweit an, die Mineralölkonzerne mischen ihn inzwischen herkömmlichem Diesel bei - bis zu fünf Prozent. Schon jetzt kommt Biodiesel daher auf einen Anteil von schätzungsweise sechs Prozent am gesamten Diesel-Absatz in Deutschland.
Beim Benzin geht die Entwicklung gerade erst los. Bioethanol hat hier ähnliche Aussichten wie Biodiesel beim Selbstzünder. Der Alkohol kann Otto-Kraftstoffen zugemischt werden und so Benzin aus fossiler Quelle teilweise ersetzen. Bioethanol ist damit der zweite alternative Treibstoff, der im Verkehr Fuß fasst und aktuell die größte Aufmerksamkeit genießt - nicht nur in Deutschland übrigens.
Manfred Wörgetter, ausgewiesener Experte für Biokraftstoffe bei der österreichischen Bundesanstalt für Landtechnik.
"Man spricht bei den Biotreibstoffen von der ersten und der zweiten Generation. Die ersten Generation sind diejenigen, die bereits am Markt eingeführt sind von der technischen Seite her, also Bioethanol aus Stärke und Zucker, Biodiesel vorwiegend aus Rapsöl. Der nächste Schritt werden dann Treibstoffe der zweiten Generation sein. Die besten Chancen gibt man derzeit synthetischen Treibstoffen über den Schritt der Biomasse-Vergasung, der Synthetisierung von Treibstoff. "
Erdöl ist ein wüstes Gemisch aus unzähligen verschiedenen Kohlenwasserstoffen. Das merkt man auch dem daraus fabrizierten Benzin und Diesel an: Sie enthalten am Ende noch Hunderte unterschiedlicher Kohlenstoff-Verbindungen. Darunter sind auch unerwünschte. Zum Beispiel solche, die schädliche Abgase produzieren, wenn sie im Motor verbrennen.
Ganz anders die synthetischen Treibstoffe der nächsten Generation. Sie lassen sich gleichsam komponieren. Etwa so: Man nimmt Holzabfälle, vergast sie bei hoher Temperatur und gewinnt über Zwischenschritte sauberes, so genanntes Synthese-Gas. Kein wildes Stoffgemisch wie bei den fossilen Rohstoffen, nur Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dieses Gas lässt sich weiterverarbeiten und verflüssigen, man kommt zu maßgeschneiderten Treibstoffen, die nur noch erwünschte Zutaten enthalten.
Experten sprechen von BTL- oder Designer-Kraftstoffen. BTL steht für biomass to liquid - für die Umwandlung von Biomasse in Flüssigtreibstoff.
"Wenn das funktioniert, dann sind wir in der Zeit so zwischen 2010 und 2025. Wie es dann nachher weiter geht, das sind reine Visionen. Die Visionen sind der Weg zum Wasserstoff. "
Wasserstoff! Der Sprit für Brennstoffzellen-Fahrzeuge, bei denen kein CO2 oder giftiges Benzol mehr aus dem Auspuffrohr quillt, sondern nur noch Wasserdampf.
Wasserstoff! Ein Energieträger, der allerdings nicht per sé zur Verfügung steht, sondern erst erzeugt werden muss. Und der eine völlig neue Infrastruktur erfordert. Für die Lagerung und Bereitstellung in Gasform bei Temperaturen jenseits von minus 250 Grad Celsius.
Wasserstoff! Einzelne Busse oder PKW-Prototypen mögen zwar heute schon mit Brennstoffzellen-Antrieb unterwegs sein. Doch unter den Alternativ-Treibstoffen zählt Wasserstoff erst zur 3. Generation.
"Aus heutiger Sicht wissen wir, dass in der absehbaren Zukunft, und damit meinen wir die nächsten 20 Jahre, Wasserstoff nur eine äußerst kleine Rolle spielen kann. "
Wolfgang Staiger, Entwicklungsingenieur bei VW in Wolfsburg und dort verantwortlich für neue Antriebskonzepte. So wie Staiger äußern sich auch andere Energieexperten:
Erst langfristig ist im Autoverkehr mit Wasserstoff als Energieträger zu rechnen.
Mittelfristig dürften BTL-Kraftstoffe zur Verfügung stehen.
Und kurzfristig landen wir bei Biodiesel und Bioethanol. Und damit wieder im hessischen Bad Homburg. Beim örtlichen Ford-Autohaus.
Hier hat Hartmut Papke nicht nur das erste - auf einen Privatmann zugelassene - Bioethanol-Auto Deutschlands gekauft. Hier werden sich nicht nur Mechaniker um die Inspektion des Fahrzeugs kümmern. Hier steht auch die derzeit einzige öffentliche Zapfsäule für den hochprozentigen Treibstoff. Und daneben Volker Bissing, Mitarbeiter des Autohauses.
"Das ist unsere Bioethanol-Tankstelle. Wir sind Deutschlands erster Hersteller, der diese Tankstelle eröffnet. Wenn ich heute auf eine große Tankstelle fahre, habe ich, na klar, mehrere Möglichkeiten mit Normalbenzin, Superbenzin, Diesel, 100 Oktan. Da haben wir halt wie gesagt jetzt nur unseren Bioethanol drin. "
Wer schon heute ein Bioethanol-Auto fährt, muss seine Tankstopps allerdings nicht zwangsläufig in Bad Homburg einlegen:
"Die Fahrzeuge haben speziell die Möglichkeit des Tankens: Bioethanol oder Super bleifrei. Das kann der Kunde wahlweise auch tanken. Also, er braucht keine Angst zu haben. Er kann jederzeit woanders damit Super bleifrei tanken. Und wenn er wieder hier bei uns ist, kann er Bioethanol dann auch wieder normal nachfüllen. "
Flexible Fuel Vehicles heißen die Beidesschlucker: "Kraftstoff-flexible Fahrzeuge", kurz: FFV. Viel unterscheidet sie nicht vom normalen Benziner. Die Ventile sind extra gehärtet, der Tank besonders gegen Rost geschützt. Das Wichtigste aber: FFV-Modelle haben einen Sensor an Bord, der automatisch erkennt, was gerade im Tank steckt: Super, Bio-Ethanol, oder auch eine Mischung von beidem. Das Motormanagement stellt die Zündzeitpunkte in der Brennkammer entsprechend ein. Sie müssen angepasst werden, weil Ethanol schneller verdampft als Benzin.
Aus der brandneuen Zapfsäule in Bad Homburg fließt E85. Der Kraftstoff heißt so, weil er zu 85 Prozent aus Ethanol besteht. Und nur noch zu 15 Prozent aus Benzin. Höhere Alkohol-Anteile möchte man Ottomotoren nicht zumuten, weil es dann im Winter Probleme beim Kaltstart geben könnte. Und im Sommer mit der Flüchtigkeit des Treibstoffes Hier hat Ethanol Nachteile gegenüber Benzin. Andererseits erhöht der Alkohol die Oktanzahl. Otto-Kraftstoff wird dadurch klopffester, und der Motor gewinnt Leistung hinzu.
Bisher bietet nur Ford zwei FFV-Modelle in Deutschland an. Andere Marken werden aber nachziehen. Der schwedische Hersteller Saab hat das bereits für das Frühjahr angekündigt. Auch Volvo, so wird vermutet, könnte bald folgen.
Allerdings muss man feststellen: Wenn es denn zum Bioethanol-Boom in Europa kommen sollte, dann geschieht das reichlich spät. In einem Land wie Brasilien wird der Alkohol schon lange zu Sprit verarbeitet. Dort fließt bereits seit 20 Jahren Schnaps mit in den Benzintank. Manfred Wörgetter hat die Entwicklung von Anfang an verfolgt:
"Brasilien ist eindeutig Vorreiter Nummer eins auf dem Biotreibstoff-Sektor. Sie haben sehr frühzeitig auf Bioethanol aus Zuckerrohr gesetzt. Ethanol wird in Brasilien bis zu 26 Prozent dem Benzin beigemischt. Alle Pkw fahren mit dieser Ethanol-Benzinmischung. Derzeit setzt man massiv auf die Flexibles Fuel Vehicles, die sowohl mit Benzin als auch mit Ethanol in jeder Zusammensetzung fahren können. "
Ein anderer wichtiger Bioethanol-Markt in Übersee sind die USA. Dort vertreiben die Mineralölkonzerne zum Beispiel E5 - ein Benzin, das fünf Prozent Bioethanol enthält. Auch so kommt der Alkohol auf enorme Verbrauchsmengen:
"In den Vereinigten Staaten hat man frühzeitig, bald nach den Brasilianern, darauf gesetzt, Ethanol vor allem aus Mais herzustellen. Und in den USA sind derzeit 96 große Ethanol-Anlagen in Betrieb. 23 neue Ethanol-Anlagen sind in Bau. Man erwartet, dass im Jahr 2006 die USA eine Kapazität von 20 Millionen Kubikmetern Ethanol haben. Das sind riesengroße Anlagen. "
Jetzt ist der Funke auch auf Europa übergesprungen. Schweden macht den Anfang.
Kaum, dass die Brüsseler Biokraftstoff-Richtlinie verabschiedet war, entschloß sich die Regierung in Stockholm, Bioethanol von der Steuer zu befreien. Mehr noch: Wer ein FFV-Modell fährt, zahlt in Innenstädten grundsätzlich keine Parkgebühr. Trotz fehlender Produktionskapazitäten im eigenen Land kennt Schweden dabei keine Versorgungsengpässe: Die Skandinavier importieren ihren Bioethanol aus Brasilien.
Die Biochemikerin und Kraftstoffexpertin Ann Segerborg von der nationalen schwedischen Umweltagentur:
"2004 ging es bei uns mit rund 18.000 Fahrzeugen los, die E85 tanken. Im nächsten Jahr dürften es bereits weit über 50.000 sein. Kürzlich hat die 300. Tankstelle in Schweden eine Bioethanol-Zapfsäule aufgestellt. Jedes zehnte neu zugelassene Fahrzeug in Schweden wird demnächst ein FFV-Modell sein.
"Vermarktet werden die Fahrzeuge neuerdings auch in Großbritannien und in Frankreich. Sie sind kaum teurer als reine Benzinmodelle. Der Preisunterschied beträgt lediglich einige hundert Euro. Sparen lässt sich auch beim Sprit. E85 ist von der Mineralölsteuer befreit, der Liter daher fast einen halben Euro billiger als Superbenzin. Andererseits hat Bioethanol keinen so hohen Brennwert. Ein Auto, das mit E85 fährt, verbraucht deshalb rund 30 Prozent mehr Kraftstoff.
"Ob FFV und E85 auch in Deutschland so einschlagen, sei zunächst offen, sagt Edmund Brück, Vorstandsmitglied bei Göhler, einem der größten deutschen Tankanlagenbauer mit Firmensitz im bayerischen Hösbach:
"Die Chancen sind größer als bei jedem anderen Kraftstoff. Ich brauche nicht wie bei den anderen Kraftstoffen das Henne-Ei-Problem zu lösen, dass ich also erst ’ne Rieseninfrastruktur für Erdgas, Flüssiggas, oder wie die anderen Kraftstoffe auch heißen, aufbauen muss. Es kommt jetzt darauf an, wie stark das forciert wird."
Natürlich spielen auch ökologische Kriterien eine große Rolle. Auf alternative Kraftstoffe umzusteigen macht nur dann Sinn, wenn dadurch wirklich klimaschädliche CO2-Emissionen vermindert werden. Außerdem sollten Bioethanol und Biodiesel nicht mehr Schadstoffe produzieren als fossile Treibstoffe - eher weniger. All das muss wissenschaftlich sauber bewertet werden. Ein Fall für die begleitende Energie- und Kraftstoff-Forschung.
"Als nächstes schalte ich unsere Wirbelstrombremse ein. Die Wirbelstrombremse simuliert die Belastung des Motors. Wir simulieren zum Beispiel eine Vollast-Fahrt. Und niemand ist in der Lage, den Motor festzuhalten, wenn er unter voller Last läuft. Deshalb nehmen wir eine Bremse dazu. Der Bremskreis läuft. Der Tankkreis ist in Betrieb. Alles leuchtet grün auf. Jetzt werd’ ich noch die Absaugungsanlage anschalten. "
Früher Morgen in Braunschweig. Bei der FAL, der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft. Die FAL unterhält einen eigenen Motorenprüfstand, untergebracht in einer geräumigen Werkstatthalle. Der Nebenraum dagegen ist kaum garagengroß. Darin insgesamt fünf Computer, auf den Bildschirmen Schaltpläne, an den Wänden Displays mit rotleuchtenden Ziffern, die sich hektisch ändern: Das ist die angeschlossene Steuerwarte.
Jürgen Krahl testet hier das Abgasverhalten von Diesel-Kraftstoffen. Der Chemiker ist Forschungsleiter in der Abteilung für Biosystemtechnik der FAL. Zugleich lehrt er an der Fachhochschule Coburg in Nordbayern. Auf dem Prüfstand ein Sechs-Zylinder-LKW-Motor, typisch für 7,5- oder 12-Tonner.
"Wir fahren den Motor mit verschiedenen Kraftstoffen. Mit Biodiesel, mit Diesel. Wir testen auch die neuen Markenkraftstoffe, die Mineralölfirmen in den letzten Jahren angeboten haben. Und schauen: Welchen Einfluss hat eine biogene Komponente im Vergleich zu einer fossilen Komponente hinsichtlich Emissionen, also Abgasen, und auch deren Wirkungen."
Als Professor ist Krahl nicht ständig am Prüfstand präsent. Den Job erledigt Thomas Berndt, Student der Physikalischen Technik in Coburg und für ein praktisches Semester nach Braunschweig abgeordnet.
"Als nächstes fahr’ ich jetzt hier mit der Maus zur Zündung. Und jetzt kann ich den Motor anlassen. "
"Der Motor läuft jetzt, und ich geb’ jetzt zum Beispiel ’mal 1.100 Umdrehungen pro Minute an. Ich muss natürlich auch Gas geben! Und man hört’s, wie der Motor langsam kommt."
" Wir fahren einen 13-Stufen-Test. Das ist ein in Europa genormter Test, der die typischen Betriebspunkte eines LKW simulieren soll. Der dauert 28 Minuten. Solange fährt der ein Meßprogramm ab, während dem wir dann die Probenahme für die Abgasanalytik durchführen."
Durch solche Messreihen auf dem Motorenprüfstand wissen Forscher wie Krahl, was bei einem alternativen Kraftstoff wie Biodiesel aus dem Auspuffrohr quillt.
Beim Diesel schwelt ja schon länger ein Konflikt um mutmaßliche Gesundheitsschäden. Es geht um Staubpartikel, die bei der Verbrennung frei werden und so fein sind, dass sie in die Lunge eindringen. Um Teilchen, die mutagen sind, also das Potential besitzen, irgendwann einmal zu einem Krebsherd zu werden. Biodiesel schneidet da nach Krahls Analysen besser ab:
" Man kann in kurzen Worten sagen, dass Biodiesel bei den meisten der Emissionen zu einer deutlichen Verbesserung führt. Insbesondere bei den krebserzeugenden Stoffen, insbesondere bei den mutagenen Stoffen, insbesondere bei der Partikelgesamtmasse, dass wir Vorteile für Biodiesel ganz eindeutig formulieren können."
Mit Bioethanol verhält es sich ähnlich. Schon in älteren Studien hat sich gezeigt, dass der Alkohol sauberer verbrennt als herkömmliches Benzin. Vor allem ein Kraftstoff wie E85 mit sehr hohem Ethanol-Anteil hat also einen Vorteil gegenüber klassischem Super. Zu klären ist aber noch, inwieweit der höhere Verbrauch von E85 diesen Öko-Bonus schmälert.
Die ersten Bioethanol-Autos sind am Markt, weitere Tankstellen nur eine Frage der Zeit. Und auch politisch ist eine stärkere Verbreitung des Benzin-Substitutes in Deutschland gewollt:
"Wenn wir die 5,75 Prozent alternative Kraftstoffe wollen bis zum Jahr 2010, dann werden wir an der Bioethanol-Geschichte nicht dran vorbei kommen. "
So viel sei klar, sagt Martin Kaltschmitt, Geschäftsführer des Instituts für Energetik und Umwelt in Leipzig und anerkannter Fachmann für erneuerbare Energien.
Eine Einschätzung, die von der neuen Bundesregierung geteilt wird. Sie will die gesetzliche Beimischungspflicht. An den Tankstellen sollen bald nur noch Benzin und Diesel mit 5 Prozentigem Bioanteil zu haben sein.
Beim Diesel hat die Mineralölwirtschaft diesen Weg bereits eingeschlagen. Und auch bei Otto-Kraftstoff spreche im Prinzip nichts dagegen, meint Axel Graf Bülow, Hauptgeschäftsführer des Bundesverbandes Freier Tankstellen:
"Nach der deutschen Norm, also nach der DIN-Norm, können Sie bis zu fünf Prozent Bioethanol in den Kraftstoff einfügen, wenn Sie die Kriterien einhalten der Norm. Das merken Sie gar nicht. Das ist ja Normkraftstoff. Das merken Sie auch im Auto nicht. Sie haben keinen Unterschied beim Betrieb."
Einzelne freie Tankstellen bieten E5 laut Bülow bereits an. Fehlanzeige dagegen bei den großen Mineralölfirmen. Sie wollen kein Benzin mit Ethanol-Beimischung. Denn ein solcher Kraftstoff braucht separate Lager und Zapfpistolen. Es sei problematisch, wenn E5 und herkömmliche Otto-Kraftstoffe in Kontakt miteinander kämen, argumentiert Klaus Picard, Hauptgeschäftsführer des Mineralöl-Wirtschaftsverbandes und studierter Agraringenieur:
" Wenn ich ethanolhaltigen Kraftstoff mit reinem Benzin mische, habe ich das Problem, dass aufgrund der chemisch-physikalischen Eigenschaften der Dampfdruck in die Höhe springt, was bedeutet, dass der Kraftstoff aus der Spezifikation rausgeht und dadurch nicht mehr verkäuflich ist."
Das ist das so genannte Dampfdruck-Problem. Auch Bioethanol-Verfechter Berthold Nolte stellt es nicht in Abrede:
" Natürlich müssen bei Mischungen aus Benzin und Ethanol die Dampfdrücke, so wie sie der Kraftstoff-Norm entsprechen, eingehalten werden. Das kann man aber möglich machen, indem man die 95 Prozent Benzin in einer anderen Spezifikation herstellt... ".
…was aber Nolte zufolge auf wenig Gegenliebe bei den großen Mineralölkonzernen stößt, ...
"...weil es einfach den Benzinanteil verteuert."
Verbandschef Picard betont, dass es auch noch andere Wege gibt, Ethanol in Otto-Kraftstoff einzubringen. Nicht in reiner Form, sondern als Bestandteil eines neuen Anti-Klopfmittels. ETBE ist das Kürzel für diese Verbindung. Tatsächlich besteht sie fast zur Hälfte aus Ethanol und hat ein früher gebräuchliches Additiv weitgehend ersetzt. Wissenschaftler wie Martin Kaltschmitt sehen aber kaum noch weitere Entwicklungspotentiale:
" Das Problem ist, dass eigentlich heute schon die Möglichkeiten der ETBE-Zumischung erschöpft sind."
Also kann es tatsächlich nur auf die Beimischung von reinem Bioethanol hinauslaufen. Auf E5 also. Und - falls reine Biokraftstoffe weiter steuerbegünstigt bleiben - auch auf E85.
" Aber auch da ist es so, dass die Ethanolerzeugung relativ energieaufwändig ist, relativ ineffizient bezogen auf das, was ich pro Hektar runterholen kann, [was] sie auch wirklich eher als - sagen wir mal - Zwischenstufe im Hinblick auf zukünftige alternative Kraftstoffe erscheinen lässt. Und dann ist die Frage: Was kommt dann in der 2. Generation?"
Den Auto-Kraftstoff der nächsten Generation gibt es bereits. Nicht am Markt, aber aus der Pilotanlage. Bei der Firma Chorén im sächsischen Freiberg ...
"Bitte folgen! Wir gehen ein paar Schritte weiter. Wir folgen dem Weg des Holzes. Das Holz ist hier in dem Dosierbunker und wird jetzt in die erste Prozeßstufe unseres Vergasungsverfahrens eingeschleust. Das ist der so genannte Niedertemperatur-Reaktor, Durchmesser von anderthalb Metern."
Jochen Vogels ist Ingenieur bei Chorén. Ihn zieht es in die dritte Ebene des viergeschossigen Stahlbaus, in dem es von Reaktoren, Kompressoren und Verdichtern wimmelt. Hier, neun Meter über dem Erdboden, kommt Vogels am besten an den Hochtemperatur-Vergaser ran. Dort wartet auch schon der technische Betriebsleiter, Mirko Roth…
"Muss man sich so vorstellen wie einen großen, vertikal aufgestellten Behälter. Der geht also fast bis unten zum Fundament. Das ist das Herzstück unserer Vergasungsanlage, in dem die Biomasse-Ströme in das / eigentliche Roh-Synthesegas umgewandelt werden."
In der Freiberger Anlage werden Holzreste stufenweise vergast. Im ersten Verfahrensschritt entstehen zunächst ein Schwelgas und so etwas wie Holzkohlen-Staub. Beide werden an späterer Stelle wieder in den Prozeß eingeführt. Ein raffinierter Trick: So kommt man schließlich zu einem teerfreien, sauberen Roh- oder Synthese-Gas. Das lässt sich leicht verflüssigen - in einer katalytischen Reaktion, die Chemiker als Fischer-Tropsch-Synthese kennen. Am Ende gewinnt Chorén auf diese Weise reine Kohlenwasserstoffe, die zu Diesel oder Benzin weiterverarbeitet werden können.
Das ist dann der Designer- oder BTL-Kraftstoff, von dem schon die Rede war. Und über den Vogels sagt:
"Also, im Moment sind wir davon überzeugt, dass es der Kraftstoff der Zukunft sein wird."
Chorén will die Produktion zielstrebig weiter ausbauen. Inzwischen steckt auch der Ölkonzern Shell Geld in das Projekt. Autohersteller wie Volkswagen und DaimlerChrysler testen den neuen Biosprit schon eifrig und richten ihre künftigen Motorenkonzepte darauf aus. VW-Entwicklungsingenieur Wolfgang Staiger:
" Wir haben heute circa zwei- bis dreitausend einzelne Moleküle im Kraftstoff drin, von denen wir nicht einmal die Hälfte kennen. Bei den synthetischen Kraftstoffen haben wir i.w. zehn Moleküle noch."
Keine lästigen Schwefelverbindungen, keine aromatischen Kohlenwasserstoffe oder sonstige Begleitsubstanzen, die die gleichmäßige Verbrennung des Kraftstoffes verhindern...
"Die Designer-Kraftstoffe ermög/lichen jetzt eine Entwicklung neuer Brennverfahren. Und wir haben die klare Absicht, ein Nachfolgeverfahren zu entwickeln, das sowohl die Vorteile der Diesel- als auch die der Ottomotoren-Brennverfahrenstechnologie beinhaltet. Das sind homogene selbstzündende Ottomotoren, die jetzt zwangsläufig auch vergleichbare Verbräuche haben wie die heutigen Dieselmotoren. Da ist quasi kein Unterschied mehr. "
Für die Herstellung von Bioethanol müssen Getreidekörner geerntet werden, für Biodiesel Raps-Samen. Künftige BTL-Raffinerien verwerten dagegen ganze Pflanzen. Oder einfach nur deren Ernterückstände. Stroh zum Beispiel oder Holzrinde. Das ist ein weiterer Pluspunkt für die künftigen Biomasse-Kraftstoffe: die effizientere Nutzung des Ausgangsmaterials.
Dieser Aspekt ist eminent wichtig. Denn natürlich stellt sich die Frage: Wo sollen die ganzen Energiepflanzen für die alternativen Treibstoffe herkommen? Um nur einmal Bioethanol als Beispiel zu nehmen:
" Wenn wir heute die europäische Biokraftstoff-Richtlinie erfüllen wollen, 5,75 Prozent des Benzins zu ersetzen, bräuchten wir etwa sieben Millionen Tonnen Getreide, wenn wir das in Deutschland aus Getreide herstellen würden. "
Eine enorme Menge, auf die Bertholt Nolte da kommt. Deutsche Landwirte ernteten aber allein 50 Millionen Tonnen Weizen jedes Jahr, sagt der Agraringenieur. Bis zu ein Drittel gehe heute noch in den Export. Künftig werde sich das aber nicht mehr lohnen. Somit stehe genügend Getreide zur Verfügung, um daraus Biosprit zu machen, was sich in Noltes Abschätzung ausdrückt,...
"...dass Europa genug Rohstoffe hat aus diesen sogenannten überschüssigen Rohstoffen, um 20 bis 25 Prozent des aktuellen Benzinbedarfes durch Bioethanol zu ersetzen. Das ist ein gewaltiges Potential. "
Man darf es aber auch nicht überschätzen. Genügend Holz, Stroh, Getreide und sonstige Biomasse, um fossile Kraftstoffe komplett zu ersetzen, steht auf jeden Fall nicht zur Verfügung. Dafür sind die heutigen Verbrauchsmengen einfach zu groß.
So gibt es Experten, die sagen, künftige BTL-Kraftstoffe schafften es höchstens, ein Sechstel des Benzin- und Dieselbedarfs im PKW-Bereich zu decken - von Nutzfahrzeugen und Flugzeugen ganz zu schweigen.
Bio-Kraftstoffe können die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern also vermindern, doch nur in begrenztem Umfang. Sie können den Verkehr CO2-ärmer und damit klimafreundlicher machen - doch vom Kopf auf die Füße stellen können sie ihn nicht.
Zur schleunigen Markteinführung von Bio-Sprit gebe es zwar keine Alternative, sagt Manfred Wörgetter. Doch sie allein könne nicht die Lösung sein, mahnt der Ingenieur aus Österreich:
"Es ist höchste Zeit, dass die Welt in Richtung einer Energiewende geht. Dieser schrankenlose Verbrauch von begrenzten Ressourcen! Auf der anderen Seite muss man sich völlig klar sein, dass Bioenergie nur einen relativ geringen Anteil des Energiehungers decken kann. Bioenergie mag bei den Alternativen mittelfristig die größte Rolle spielen. Aber langfristig kann es nur gelten, den Energiebedarf zu senken. Das wird nicht vermeidbar sein.
Sie hörten "Freie Fahrt für Biosaft. Zu den Perspektiven alternativer Kraftstoffe." Eine Sendung von Volker Mrasek. Es sprachen: Marietta Bürger und Jürg Löw. Produktion: Axel Scheibchen. Die Regie hatte Uli Blumenthal.