A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Kiwanis Club Luzern 13. Januar 2009, Hotel Hermitage, Luzern

Biotreibstoffe:

Von der Euphorie

zurück in die Realität

Armin HeitzerLeiter Treibstoffe und Umwelt

Erdöl-Vereinigung

Spitalgasse 5, 8001 ZürichTel: 044 218 50 10; Fax: 044 218 50 11; E-Mail: heitzer@erdoel.ch

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Biotreibstoffe sind nicht neu!

• Nikolaus A. Otto setzte in seinen Motoren nicht nur „Petroleum“ ein sondern auch bereits Ethanol.

• Henry Ford hatte sein bekanntes Ford T-Modell ursprünglich für den Betrieb mit Ethanol konzipiert. Benzin konnte jedoch kostengünstiger hergestellt werden, so dass die Fahrzeuge schliesslich mit Benzin fuhren.

Bild: www.kfz-tech.de

• An der Weltausstellung von 1900 in Paris wurde der Betrieb eines Dieselmotors mit Erdnussöl demonstriert. Laut Aufzeichnungen von Rudolf Diesel geschah dies im Auftrag der französischen Regierung mit der Absicht, in ihren afrikanischen Kolonien Wege für eine unabhängige Energieproduktion zu finden.

Bild: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/40/Arachis_hypogaea.jpg

• Seit der Ölkrise von 1973 produziert Brasilien aus wirtschaftlichen Gründen Ethanol zu Treibstoffzwecken.

Foto: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/c/c9/Zuckerrohr.jpeg

=> Die technische Eignung ist zwar Voraussetzung aber nicht alleine ausschlaggebend für die erfolgreiche Etablierung eines Treibstoffs!

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Nachgewiesene Erdölreserven nach Regionen 2007

Quelle: BP Statistical Review of World Energy

Nordamerika9,5

Nordamerika9,5

Europa2,1

Europa2,1

EhemaligeSowjetunion

17,3

EhemaligeSowjetunion

17,3

Süd- und Zentral-amerika

15,9

Süd- und Zentral-amerika

15,9

Afrika15,6

Afrika15,6

Mittlerer Osten102,9

Mittlerer Osten102,9

Asien undPazifik

5,4

Asien undPazifik

5,4Total168,7

Total168,7

OECD: 12,6%OPEC: 72,7%

in Mia. Tonnen

=> Theoretische Reichweite: 41.6 JahreNicht berücksichtigt: Schätzungsweise weitere 400 Mia. Tonnen technisch förderbare Erdölressourcen (z.B. Ölsande- und -schiefer)

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Globaler Endenergieverbrauch des Verkehrssektors und CO2-Emissionsprognosen bis 2030

Datenquelle: IEA (2008) World Energy Outlook 2008

Erdöl94%

Biotreibstoffe1%

Andere (Erdgas,Elektrizität, Kohle, u.a.)

5%

ca. 2 Mrd. Tonnen Erdöläquivalente pro Jahr

Endenergieverbrauch Verkehrssektor

CO2-Emissionsprognosen der IEA(Referenzszenario)

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

1990 2006 2020 2030

CO

2-E

mis

sio

nen

(M

io. t

/a)

Residential, services and agriculture

Transport

Industry

Power GenerationVerkehrssektor (Zunahme 2006 bis 2030: +38%)

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Warum Biotreibstoffe?

• Reduktion der CO2-Emissionen: Kohlenstoffärmere und kohlenstofffreie Treibstoffe (=> erneuerbare Ressourcen)

• Ressourcenschonung: Effizientere Nutzung vorhandener Ressourcen; Nutzung neuer und erneuerbarer Ressourcen

• Versorgungssicherheit: Diversifizierung der Energieträger, Unabhängigkeit von politisch instabilen Regionen

• Schaffung von Arbeitsplätzen in der Landwirtschaft

Erneuerbare Ressourcen(z.B. Biomasse)

CO2

Nicht erneuerbare Ressourcen (z.B. Erdöl, Erdgas, Kohle)

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

BiotreibstoffeRohstoffe, Herstellung und Produkte (Beispiele, vereinfacht)

* Legende: Biotreibstoff im Handel Erste Industrieanlagen Pilotanlagen

Biomasse-rohstoff

Verfahren Zwischen-produkt

Verfahren Biotreibstoff *

Ölpflanzen

Pflanzliche tierische Öle

Zucker

Synthesegas(H2, CO, CO2)

Umesterung

Pflanzenöl

Biodiesel(FAME/FAEE)

Synthesediesel(nexBTL, BHD)

EthanolEthanol aus Zellulose

ETBE

Butanol

Biogas

Hydrogenierung/ Cracking

Methanol

Synthesediesel (BTL)

DME

Methan

Tierische Fette

ZuckerhaltigePflanzen

StärkehaltigePflanzen

Zellulosehalt. Bio-masse (Holz, Gras)

Pflanzl. u. tier. Öl- und Fettabfälle

DME-Synthese

Fischer-Tropsch-Synthese/Cracking

Reinigung

Methanol-synthese

Fermentation

Fermentation / Veretherung

Fermentation

(Abfall)-biomasse

Extraktions-verfahren

Extraktions-verfahren

ThermochemischeVerf. (Vergasung)

Fermentation

Extraktions-/Hydro-lytische Verfahren

WasserstoffCO-Shift

Zellulosehalt. Bio-masse (Holz, Gras)

(Abfall)-biomasse

Biomasse-rohstoff

Verfahren Zwischen-produkt

Verfahren Biotreibstoff *

Ölpflanzen

Pflanzliche tierische Öle

Zucker

Synthesegas(H2, CO, CO2)

Umesterung

Pflanzenöl

Biodiesel(FAME/FAEE)

Synthesediesel(nexBTL, BHD)

EthanolEthanol aus Zellulose

ETBE

Butanol

Biogas

Hydrogenierung/ Cracking

Methanol

Synthesediesel (BTL)

DME

Methan

Tierische Fette

ZuckerhaltigePflanzen

StärkehaltigePflanzen

Zellulosehalt. Bio-masse (Holz, Gras)

Pflanzl. u. tier. Öl- und Fettabfälle

DME-Synthese

Fischer-Tropsch-Synthese/Cracking

Reinigung

Methanol-synthese

Fermentation

Fermentation / Veretherung

Fermentation

(Abfall)-biomasse

Extraktions-verfahren

Extraktions-verfahren

ThermochemischeVerf. (Vergasung)

Fermentation

Extraktions-/Hydro-lytische Verfahren

WasserstoffCO-Shift

Zellulosehalt. Bio-masse (Holz, Gras)

(Abfall)-biomasse

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

RahmenbedingungenBeispiel EU

• EU (seit 2003): Beimischungsziel von 5,75%

(bezogen auf Energie) Biotreibstoffanteil an

fossilen Treibstoffen bis 2010.

• EU (künftig): Beimischungsziel von 10% (bezogen

auf Energie) Biotreibstoffanteil bis 2020 wobei die

Biotreibstoffe über ein CO2-Reduktionspotenzial

von mindestens 35% gegenüber ihren fossilen

Pendants verfügen müssen. (+ weitere Vorgaben

und Nachhaltigkeitskriterien)

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Europäischer BiodieselmarktProduktion Europa und Konsumentenpreise (Bsp. Deutschland)

82

25

t/a

Datenquelle: www.ufop.de

Diesel

B100

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Schweizer MarktProduktion und Verbrauch flüssiger Biotreibstoffe

Datenquelle: OZD

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Neue Rahmenbedingungen seit 1. Juli 2008 Revidiertes Mineralölsteuergesetz (MinöstG)

• Steuererleichterung für Erd- und Flüssiggas: Reduktion der Mineralölsteuer um 40 Rappen pro Liter Benzinäquivalent

• Steuerbefreiung von Treibstoffen aus erneuer-baren Rohstoffen: Der Bundesrat legt die steuer-befreiten Mengen, die und den Umfang der Steuer-befreiung fest sowie ökologische und soziale Mindestanforderungen

• Ertragsneutralität: Kompensation der Mineralölsteuerausfälle durch eine höhere Besteuerung des Benzins.

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Biotreibstoffe Wandel in der öffentlichen Wahrnehmung

2006

2007

2008

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BiotreibstoffeTreibhausgasemissionen und Ökobilanz

Treibhausgasemissionen (%)

500

400

300

200

100

200 40 60 80 100

0

Diesel Low sulphurNatural

Gas

Soja, BR

Used Cooking Oil,CHUsed Cooking Oil, F

Rapseed, RER

Rapseed, CH

Palmseed, MY

Soja, US

Gesam

te U

mw

elt

bela

stu

ng

(%) Abreviations:

BR: BrasilCH: SwitzerlandCN: CanadaF: FranceMY: MalaysiaOpt: optimizedRER: EuropeUS: United States of AmericaXME: Fatty acid methylester

Gasoline Low sulphurManure,

opt.

Manure + CosubstratManure

Gras, Biorefinery

SludgeBio-Waste

WoodManure + Cosub-strat, opt.

Methane

Corn, US

Rye, RER

Potatoes, CH

Sugar cane, BR

Sweet sorghum, CN

Wood (Methanol)

Sugar beet, CH

Gras

Holz (Ethanol)Whey

EthanolXME, Biodieselfossile

Biomass (cultiv.)Biomass (waste)

Quellen: Zah et al. (2007) Ökobilanz von Energieprodukten: Ökologische Bewertung von Biotreibstoffen and Jungbluth et al. (2008) Life Cycle Assessment of biomass to liquid fuelsLink: http://www.bfe.admin.ch/themen/00490/00496/index.html?dossier_id=01273&lang=de

600

120

Synthetic Fuels

BTL, for. wood, cEF-D

BTL, s. rot. wood, cEF-D

BTL, s. rot. wood, cEF-D

TrÖbiV (Vorschlag Vernehmlassung)

MinöstV

Biotreibstoffeaus Abfällen

Biodiesel

Ethanol

BTL

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Flächennutzung aus globaler Perspektive

• Aktuelle Flächennutzung für Biotreibstoffe*: Ca. 14 Mio. ha => ca. 1% der globalen kultivier-baren Ackerfläche.

• Treibstoffanteil*: Dies entspricht ca. 1% des globalen Treibstoffverbrauchs.

=> Flächennutzungskonflikt: Konkurrenz zwischen Nahrungsmittel- und Biotreibstoffproduktion und Erhöhung des Drucks auf naturnahe/natürliche Ökosysteme durch deren Erschliessung zur Schaffung zusätzlicher Anbaufläche

* Quelle: IEA (2006) Energy Technology Status and Outlook

Bild: http://earthobservatory.nasa.gov

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Flächenerträge Pflanzenöl/Biodiesel und Ethanol

25

00 31

00

55

00

65

00

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Wei

zen

Mai

s

Zu

cker

rüb

en

Zu

cker

roh

r

Flä

ch

en

ert

rag

Eth

an

ol (

l/ha

)

Datenquelle: OECD (2004) Biofuels for Transport

32

5

44

6 69

6 95

2

10

59

11

63

11

90

12

12

14

13 18

92

22

46

26

38

26

89

59

50

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

Bau

mw

oll

sam

en

So

jab

oh

nen

Ses

am

So

nn

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lum

en

Erd

nu

ss

Sch

lafm

oh

n

Rap

s

Oli

ven

Cas

torb

oh

ne

Jatr

op

ha

Mac

adem

ian

uss

Avo

cad

o

Ko

kosp

alm

e

Ölp

alm

e

Flä

ch

en

ert

rag

Pfl

an

zen

öl

(l/h

a)

Datenquelle: Steenblik, R. (2006) OECD Trade and Environment Working Paper No. 2006-01

Pflanzenöle / Biodiesel Ethanol

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Theoretischer Flächenbedarf in der Schweizbei 5% Anteil Biodiesel und Bioethanol im Diesel bzw. Benzin

Anbauflächea und theoretischer Bedarf

16839

78856

18622

45243

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

Rap

s(A

nbau

fläch

e20

04)

Rap

s(th

eore

t.B

edar

f 200

4)

Zuck

errü

ben

(Anb

auflä

che

2004

)

Zuck

errü

ben

(theo

ret.

Bed

arf 2

004)

Anb

auflä

che

(ha)

aAgrarbericht 2005

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Substitutionspotenzial von Biotreibstoffen Prognose der IEA zum Biotreibstoffanteil* an den fossilen Treibstoffen

Datenquelle: IEA (2008); World Energy Outlook 2008* Bezogen auf Energie

0

2

4

6

8

10

12

14

World EU USA Latin America

Sh

are

of B

iofu

els

(%)

1990 2006 2015 2020 2025 2030

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Lösungsansätze

• Zertifizierung: Standards und Labels abel für nachhaltig (umwelt- und sozialverträglich) produzierte Biotreibstoffe

Quelle: www.choren.com

BETA-Anlage von Choren in Freiberg zur Herstellung von BTL auf Basis von Holz und Stroh

Quelle: www.mgrbiodiesel.com

Anbaugebiet für Jatropha in Indien• Vergrösserung der Anbaufläche: Nutzung

von bisher für Landwirtschaft nicht geeig-neten ariden Flächen oder von Brach-flächen (Beispiele: Anbau v. Jatropha, neue Zuckerrüben (Syngenta))

Quelle: www.d1plc.comJatropha curcas

• Nutzung von Biomasse die nicht als Nahrungsmittel verwendet wird: z.B. Biodiesel aus Jatropha oder Algen Biotreibstoffe aus Abfallbiomasse oder Zellulose/Holz

• Vollständige(re) Nutzung der Biomasse: Biotreibstoffe der 2. Generation, wie z.B. BTL (Biomass to Liquids) und Ethanol aus Holz- und Stroh(abfall)

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Fazit und Ausblick

Bild: http://earthobservatory.nasa.gov

• Paradigmenwechsel: Von der Erhöhung der Biotreibstoffmengen zur Reduktion von Treibhausgasen.

• Nachhaltigkeitskriterien: In verschiedenen Ländern werden in Gesetzen und Verordnungen Nachhaltigkeitskriterien (Umwelt- und Sozialverträglichkeit) eingeführt.

• Nachhaltigkeitsstandards: Entwicklung solcher Standards: RSB, RSPO u.a..

• Normierung: Erarbeitung einer europäischen Norm für nachhaltige Biomasse für energetische Anwendungen: CEN/TC383.

• Biotreibstoffe der 2. Generation: Trend in Richtung Entwicklung und Förderung solcher Biotreibstoffe auf Basis von „non-food“-Biomasse. Beispiele: Zellulose-Ethanol, BTL, Biodiesel aus Algen, Jatropha

A. Heitzer, EV, 13. Januar, 2009

Herzlichen Dank

für Ihre

Aufmerksamkeit