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Plastikflaschen aus Zuckerrohr, Reifen aus Löwenzahn, Treibstoffe aus Forstabfällen oder Stroh: Angesichts knapper Ressourcen und einer wachsenden Weltbevölkerung ist die Menschheit gefordert, neue, nachhaltige Arten des Wirtschaftens zu entwickeln. Die wissensbasierte Bioökonomie liefert einen Ansatz. Die Idee dahinter: Wirtschaftlich nutzen, was auf Feldern und in Wäldern wächst, anstatt auf Ölquellen zu vertrauen – die früher oder später versiegen werden.

Ethanol – der wichtigste biobasierte Stoff

Angelehnt an der Erdölindustrie werden Produktionsstätten für biobasierte Chemikalien oft „Bioraffinerien“ genannt. Anders als bei einer Erdölraffinerie – hier werden aus den Bestandteilen des Rohöls eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte hergestellt -, erzeugt eine Bioraffinerie vor allem eines: Alkohol.

Ethanol, der derzeit wichtigste biobasierte Stoff, kann allerdings mehr als „nur“ einen Fahrzeugmotor antreiben. Ethanol ist Basismolekül für viele biobasierte Wertschöpfungsketten. Ethylacetat und Ethylacrylat sind daraus ebenso zugänglich wie Butanol, Isobuten und Butadien. Etwa 100 Milliarden Liter Ethanol wurden 2013 destilliert. Führend sind dabei die USA mit 50 und Brasilien mit 25 Milliarden Litern. Europa spielt im Ethanolmarkt mit 5 Milliarden Litern eine untergeordnete Rolle; Deutschland trägt 852 Millionen Liter bei.

Kraftstoffe aus Nahrungsmitteln – ethisch vertretbar?

Die ersten Bioethanol-Anlagen riefen allerdings nicht nur Begeisterung hervor – sondern auch Kritik: Denn Nahrungsmittel werden als Rohstoff genutzt. Mais beispielsweise, der den Hunger in der dritten Welt hätte bekämpfen können. Öffentlich wurde die Frage diskutiert: Ist es ethisch vertretbar, Getreide in Autotanks zu füllen? Diese Frage lässt sich leicht beantworten, berücksichtigt man, welche verhältnismäßig geringen Flächen die Biotreibstoff-Produktion benötigt: Ausgehend von 1.500 Millionen Hektar urbaren Landes wird die Ernte von 1,7% dieser Fläche (25 Millionen Hektar) für die Herstellung von Alkoholen genutzt.

Wachstumsmarkt Zellulose-Ethanol – wo bleibt Europa?

Eine noch bessere Bilanz weisen Bioraffinerien der zweiten Generation auf: Hier wird als Substrat eingesetzt, was als Reststoff übrig bleibt, während der wertvollere Teil der Ernte anders genutzt wird: Stroh nach der Weizen- und Gerstenernte beispielsweise. Oder Forstabfälle wie Äste und Zweige.

Ganz einfach ist diese Resteverwertung allerdings nicht: Im Gegensatz zu Mais oder Weizen, die hauptsächlich aus Stärke bestehen, enthält Stroh sehr viel Zellulose. Für die Hefen, die den Ausgangsstoff zu Alkohol vergären, ist Zellulose sehr viel schwieriger zu verarbeiten als Stärke. Ein zusätzlicher Schritt musste eingeplant werden, um die Zellulose mit Hilfe von Enzymen in ihre Zuckerbausteine zu zerlegen.

Diese Verzuckerung im industriellen Maßstab möglich zu machen, war ein Durchbruch, der nun in die großtechnische Anwendung geht: Seit 2013 wurden weltweit mehrere Großanlagen in Betrieb genommen. Beta Renewables wird 75 Millionen Liter pro Jahr in Crescentino, Italien, produzieren und DSM die gleiche Menge in Emmetsburg, Iowa, USA. Abengoaplant 95 Millionen Liter pro Jahr in Hugoton, Kansas, USA und DuPont 113 Millionen Liter pro Jahr in Nevada, Iowa, USA. In Brasilien betreibt Raizen seine 83 Millionen Liter/Jahr-Anlage in Piricicaba mit Zuckerrohr-Stroh. GranBio hat für seine 79 Millionen Liter/Jahr-Anlage in Alagoas State, Brasilien, ein spezielles “Energierohr” (energycane) entwickelt, das auf ausgelaugtem Weideland angebaut werden kann – also nicht mit Zuckerrohr um Anbauflächen konkurriert.

Auffällig: Die großen Investitionen für Zellulose-Ethanol werden in den USA und Brasilien getätigt. Die Akteure der Bioökonomie, egal ob Unternehmer, Finanzierungsexperten oder Förderinstitutionen, sind sich einig: Investoren brauchen Planungssicherheit – und genau das fehle in Europa. Um im Wettbewerb bestehen zu können, müsse hierzulande ein Umdenken in der Politik stattfinden.

Die Politik ist gefragt

Welchen enormen Einfluss die Politik auf die Bioökonomie nehmen kann, zeigt sich am Beispiel Biodiesel. Die großtechnische Produktion von Biodiesel begann in Europe bereits in den 1990ern. In Deutschland wird der meiste Biodiesel aus Raps produziert, der auf etwa einer Million Hektar Ackerfläche angebaut wird. Eine Steuerbefreiung für biobasierte Treibstoffe führte zu einem regelrechten Biodiesel-Boom. Doch als die Steuervorteile 2008 zurückgenommen wurden, schrumpfte der Marktanteil von B100 (reinem Biodiesel) auf nahezu Null. Das Produktionsvolumen blieb in den letzten Jahren nur deshalb konstant, weil Biodiesel zunehmend dem fossilen Diesel beigemischt wird.

Solange also der niedrige Preis einer Ware der entscheidende Faktor ist, hat es die Bioökonomie schwer. Bedenken kommen hinzu, der zunehmende Einsatz nachwachsender Rohstoffe verändere die Landnutzung. Wenn beispielsweise Regenwald abgeholzt wird, um Plantagen für die Palmölgewinnung anzulegen.

Dennoch, angesichts immer knapper werdender Ressourcen kommen Entscheidungsträger am Thema Bioökonomie nicht vorbei: In Sachen Nachhaltigkeit ist die biobasierte Wirtschaft unschlagbar.

BiobasedWorld ist ein Fokusthema der ACHEMA 2015 zur wachsenden Bioökonomie.

Exponate dazu sind in allen Ausstellungsgruppen zu sehen, die ausstellenden Firmen werden in einer Sonderpublikation zusammengefasst.

Am Mittwoch, 17. Juni 2015, ist im Kongressprogramm ein Vortragsstrang den Lignozellulose-Bioraffinerien gewidmet.

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