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E-Book

Bioethanol - Kraftstoff der Zukunft?

Ganzheitliche Analyse und empirische Erhebung über die Zukunftschancen des Kraftstoffs Bioethanol

AutorMartin Kastenhuber
VerlagDiplomica Verlag GmbH
Erscheinungsjahr2007
Seitenanzahl176 Seiten
ISBN9783836602907
FormatPDF
Kopierschutzkein Kopierschutz/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis34,99 EUR
Für das Jahr 2007 erwarten Klimaforscher die höchsten Jahrestemperaturen seit Beginn der Wetteraufzeichnungen. Studien des IPCC, die im Auftrag der Vereinten Nationen den Klimawandel erforschen, kommen zu dem Schluss, dass sollte der Ausstoß von Treibhausgasen, hauptsächlich CO2, nicht sinken, die Temperaturen in den nächsten 100 Jahren um bis zu sechs Grad steigen werden. Ein Großteil der CO2-Emissionen wird im Transportsektor verursacht. Fast die Hälfte des weltweit geförderten Erdöls fließt in den Verkehrsbereich. Daher hat das Europäische Parlament im März 2003 eine EU-Biokraftstoffrichtlinie verabschiedet, wonach bis zum Jahr 2010 biogene Kraftstoffe einen Mindestanteil von 5,75 % des gesamten Kraftstoffverbrauchs erreichen sollen. In diesem Buch soll nun der Frage nachgegangen werden, auf welche Weise und mit welchen ökonomischen wie ökologischen Begleitumständen Bioethanol, ein aus Pflanzen gewonnener Alkohol, herkömmliche Kraftstoffe ersetzen kann. Zusätzlich wird in einer eigenen empirischen Erhebung ermittelt, wie weit dass Treibstoffsubstitut Bioethanol bei deutschen Autofahrern bekannt ist und auf welchen Grad der Akzeptanz es stößt. Neben verschiedenen Technologien zur Alkoholgewinnung und den daraus resultierenden Raumansprüchen sowie preislichen Aspekten wird detailliert dargelegt, welche Akteure und unternehmerischen Einflussgruppen an den jeweiligen Realisierungsprozessen zur Bioethanolgewinnung beteiligt sind und von welchen langfristigen Überlegungen sie dabei geleitet werden. Der regulative Einfluss sowie die Intentionen der gesetzgebenden Institutionen werden dabei ebenfalls ausführlich berücksichtigt.

Martin Kastenhuber Dipl.-Kfm.: Nach Abschluß einer Ausbildung zum Industriekaufmann und mehrjähriger Vertriebstätigkeit studierte der 1974 in Nürnberg geborene Autor Betriebswirtschaft an der Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg und am International Education Center der Ocean University of China, Qingdao. Während seines Studiums beschäftigte er sich intensiv mit dem Thema erneuerbare Energien. Darüber hinaus engagiert sich der Autor für die Erhaltung des Regenwaldes und unterstützt u.a. die Arbeit des Vereins 'Rettet den Regenwald e.V.'

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Leseprobe

Kapitel 4.1.2, Konversionsprozess

Da der Konversionsprozess vom späteren Verwendungszweck der Ethanolproduktion bestimmt wird, unterscheiden sich auch die Konversionskosten zum Teil erheblich. Der Gewinnungsprozess von Trinkalkohol ist beispielsweise wesentlich aufwendiger als der Prozess zur Gewinnung von Ethanol für Kraftstoffzwecke. Im Folgenden werden nur die Konversionsprozesse von Ethanol für Kraftstoffzwecke betrachtet. Bei der Herstellung des Zuckerrohsafts wird jedoch weitgehend auf die konventionellen Verfahren der Zuckerproduktion zurückgegriffen. Der Zuckergehalt der deutschen Zuckerrübenproduktion lag im 10-Jahres-Durchschnitt (1992 bis 2003) bei ca.17.

Nach der Anlieferung müssen die Rüben zunächst einmal gründlich gereinigt werden, bevor sie von Schneidemaschinen zerteilt werden. Die im Wurzelkörper gespeicherte Saccharose wird dann mit heißem Wasser im Gegenstromverfahren herausgelöst. Als Produkte erhält man die extrahierten Rübenschnitzel und eine als Rohsaft bezeichnete Flüssigkeit. Die Schnitzel werden weiter entwässert und das abgepresste Wasser wird dem Extraktionsprozess zurückgeführt. Übrig bleiben Press- und Trockenschnitzel und ein Rohsaft, der nach anschließender Pasteurisation für die Alkoholproduktion eingesetzt werden kann.

Da Zuckerrüben nur für etwa drei Monate im Jahr zur Verarbeitung zur Verfügung stehen, muss ein Großteil des Saftes eingelagert werden, um einen kontinuierlichen Anlagenbetrieb zu ermöglichen. Damit hierbei die notwendigen Volumina der Lagertanks nicht zu groß werden, wird der Rohsaft zum Dicksaft mit 68 % Trockensubstanz (davon mehr als 92 % Zucker) aufkonzentriert.

Der Zuckersaft kann dann, üblicherweise unter Zusatz von Hefen, vergoren werden. Aus der vergorenen Maische wird durch Destillation und anschließende Rektifikation eine Anreicherung des Alkohols von ca. 96 % erreicht. Ethanol und Wasser bilden bei dieser Konzentration ein Azeotrop, so dass eine weitere Konzentrationserhöhung unter atmosphärischen Bedingungen nicht mehr möglich ist. Zur Abtrennung des Wassers vom Ethanol wird ein Molekularsieb verwendet. Hierbei werden kristalline Aluminiumsilikate eingesetzt, welche die Eigenschaft besitzen kleinere Molekühle wie z.B. Wasser anzulagern. Als Endprodukt bleibt der reine Alkohol. Zusätzlich fällt bei dem gesamten Produktionsprozess auch eine Reihe von verwertbaren Koppelprodukten an.

Inhaltsverzeichnis
Der Autor4
Inhaltsverzeichnis6
Abbildungsverzeichnis10
Tabellenverzeichnis12
Abkürzungsverzeichnis13
1 Einleitung16
1.1 Einführung16
1.2 Definitionen18
1.3 Pro und Contra Bioethanol20
2 Bioethanolkonzepte in außereuropäischen Ländern22
2.1 Brasilien22
2.1.1 Das Proálcool-Programm22
2.1.2 Zuckerrohrproduktion und Ethanolerzeugung25
2.1.3 Der brasilianische Markt für Bioethanol25
2.1.4 Energie- und Treibhausgasbilanz27
2.2 USA28
2.2.1 Das Gasohol-Programm28
2.2.2 Ethanolerzeugung und Marktentwicklung29
3 Erzeugung und Verwendung von Bioethanol in der EU31
3.1 Überblick über den europäischen Kraftstoffmarkt31
3.1.1 Kraftstoffpreise31
3.1.2 Fahrzeugbestand33
3.1.3 Kraftstoffverbrauch34
3.2 Bioethanolproduktion und Verwendung im europäischen Kraftstoffsektor36
3.2.1 Der europäische Markt für Bioethanol36
3.2.2 Verwendung von Bioethanol in ausgewählten Ländern der EU39
3.3 Ausblick und Konfliktpotenzial der europäischen Bioethanolnutzung48
4 Ethanolerzeugung in Deutschland50
4.1 Gewinnung aus Zuckerrüben51
4.1.1 Rohstoffkosten51
4.1.2 Konversionsprozess53
4.1.3 Ethanolherstellungskosten55
4.2 Gewinnung aus Kartoffeln56
4.2.1 Rohstoffkosten57
4.2.2 Konversionsprozess57
4.2.3 Ethanolherstellungskosten58
4.3 Gewinnung aus Getreide59
4.3.1 Überblick des deutschen Getreideanbaus59
4.3.2 Rohstoffkosten63
4.3.3 Konversionsprozess66
4.3.4 Ethanolherstellungskosten69
4.4 Vergleichende Betrachtung der Ethanolherstellung beiunterschiedlichem Rohstoffeinsatz70
4.5 Neue Ethanolrohstoffe73
4.6 Menge und Standorte der deutschen Ethanolproduktion74
5 Ethanolverwendung im deutschen Kraftstoffsektor78
5.1 Der deutsche Kraftstoff- und Mineralölmarkt78
5.1.1 Verteilung und Entwicklung des deutschen Mineralölverbrauchs78
5.1.2 Verteilung und Entwicklung des deutschen Kraftstoffverbrauchs80
5.1.3 Entwicklung von Mineralölsteuer und Kraftstoffpreisen84
5.2 Verwendungsmöglichkeiten von Ethanol im Kraftstoffsektor88
5.2.1 Umwandlung von Ethanol zu ETBE88
5.2.2 Ethanol als Kraftstoffadditiv89
5.2.3 Ethanol für Flexible-Fuel-Fahrzeuge91
5.2.4 Ethanol als Reinkraftstoff92
5.2.5 Stärken und Schwächen der verschiedenen Verwendungsformen von Bioethanol93
5.2.6 Ausblick BtL-Kraftstoffe94
6 Bedeutende Einflussgruppen auf dem deutschen Bioethanolmarkt96
6.1 Mineralölindustrie96
6.1.1 Mineralölwirtschaftsverband96
6.1.2 BP/Aral98
6.1.3 Shell100
6.1.4 ESSO102
6.2 Automobilkonzerne und ihre Kraftstoffstrategien103
6.2.1 Volkswagen103
6.2.2 Opel105
6.2.3 BMW107
6.2.4 Ford108
6.2.5 Zusammenfassende Betrachtung109
6.3 Bundesregierung110
6.3.1 Ausgangssituation110
6.3.2 Kraftstoffstrategie der Bundesregierung111
6.3.3 Förderpolitik der Bundesregierung für Biokraftstoffe113
6.4 Konsumenten116
6.4.1 Befragung der VW-AG116
6.4.2 Eigene Befragung über Bioethanol117
7 Ökologische Bilanz der Bioethanolnutzung122
7.1 Treibhausgas-Emissionen122
7.2 Treibhausgas-Vermeidungskosten126
8 Ausblick129
8.1 Ölpreisentwicklung und Profitabilität der Bioethanolerzeugung129
8.1.1 Entwicklung des Weltenergieverbrauchs129
8.1.2 Die weltweiten Ölreserven130
8.1.3 Erdölförderung und -verbrauch weltweit131
8.1.4 Auswirkungen des Rohölpreises auf die Profitabilität derBioethanolerzeugung133
8.2 Produktionspotenzial bei Bioethanolrohstoffen134
8.2.1 Überschüsse aus landwirtschaftlicher Produktion135
8.2.2 Potenzial durch Nutzung der Stilllegungsflächen135
8.2.3 Gesamtes Bioethanolpotenzial136
9 Fazit138
Anhang140
Literatur- und Quellenverzeichnis158
Reihe Nachhaltigkeit174

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