Fortschrittliche Biokraftstoffe aus Abfallprodukten wirken sich nicht auf die Landnutzung aus, was sie zu einem idealen Mittel zur Dekarbonisierung der aktuellen Fahrzeugflotte sowie von für die Elektrifizierung ungeeigneten Verkehrsträgern macht, schreibt Nicholas Ball.
Dr. Nicholas Ball ist CEO von XFuel, einem Unternehmen, das Drop-in-Kraftstoffe für die Straßen-, Marine- und Luftfahrtindustrie.
Trotz beeindruckender Fortschritte können wir uns nicht allein auf die Elektrifizierung verlassen, um die Treibhausgasemissionen des Verkehrs in der EU zu reduzieren. Wenn sich nichts drastisch ändert, könnte der Verkehrssektor laut ICCT bis 2050 den gesamten EU-Anteil am 1,5 °C-CO2-Budget auffressen.
Wenn wir über Straße, Wasser und Luft blicken, ist klar, dass wir, wenn wir die ehrgeizigen Paris-konformen Ziele bis 2050 erreichen wollen, eine Reihe von Lösungen in Betracht ziehen müssen – eine davon ist nachhaltig gewonnener Biokraftstoff der zweiten Generation.
Die Verwendung von Biokraftstoffen in Europa wurde zu Recht auf den Prüfstand gestellt, da Biokraftstoffe der ersten Generation und ihre Abhängigkeit von Nahrungspflanzen Auswirkungen auf die Ernährungssicherheit, die Landnutzung und die Umwelt im weiteren Sinne haben. Darüber hinaus können die erzeugten Kraftstoffe nicht in höheren Verhältnissen gemischt werden.
Aber eine neue Generation von Kraftstoffen aus Abfallrohstoffen bietet eine Gelegenheit, die kohlenstoffarme Transformation des Transportwesens zu beschleunigen.
In der ersten Hälfte des Jahres 2022 machten vollelektrische Autos 11 % der Neuwagenverkäufe in der EU aus. Bei Nutzfahrzeugen wie Lieferwagen und Lastwagen ist die Zahl weitaus geringer.
Die durchschnittliche Lebensdauer eines Autos beträgt über 13 Jahre, und heute verkaufte Fahrzeuge werden noch viele Jahre auf der Straße bleiben. Selbst wenn die EU heute den Verkauf aller nicht vollelektrischen Fahrzeuge verbieten würde, ist es unwahrscheinlich, dass die Mehrheit der 250 Millionen Fahrzeuge auf den Straßen der EU in den nächsten zehn Jahren mit reinem Batteriestrom fahren würden.
Andere Verkehrssektoren stehen vor extremeren Dilemmata. Beispielsweise gibt es heute keine klaren, wirtschaftlich oder technisch machbaren Alternativen zu den derzeitigen flüssigen Kraftstoffen für den maritimen Sektor.
Schiffe haben eine durchschnittliche Lebensdauer von 25-30 Jahren. Einige Schiffe, die heute gebaut werden, können später in ihrem Leben auf andere Antriebsmethoden umgerüstet werden, aber wir sind Jahrzehnte von Wasserstoff, Methanol oder Ammoniak – oder einer anderen Lösung – entfernt, die den Großteil der europäischen Schifffahrtsflotte antreibt, ganz zu schweigen von der globalen Flotte.
Die Luftfahrt steht vor ähnlichen Problemen, wobei wasserstoff- oder batteriebetriebene Flugzeuge noch in der frühen Entwicklungsphase sind.
Das bedeutet, dass die Elektrifizierung allein für den europäischen Verkehr nicht ausreicht, um das EU-Netto-Null-Ziel zu erreichen. Tatsächlich legt der jüngst überarbeitete Klimaplan der EU oder der national festgelegte Beitrag ein Emissionsreduktionsziel von 55 % bis 2030 fest und umfasst Emissionen aus dem Straßenverkehr, der Luftfahrt und der Binnenschifffahrt im gesamten Block.
Wie der kürzlich veröffentlichte UNEP Emissions Gap Report 2022 hervorhebt, kann nur eine dringende systemweite Transformation eine Klimakatastrophe verhindern. Ohne heute angemessene Maßnahmen werden diese Ziele verfehlt.
Beschleunigung des Übergangs
Alle vorhandenen Motoren ein Jahrzehnt oder früher zu verschrotten und zu ersetzen, ist keine praktikable Option. Es würde auch enorme finanzielle Kosten und Auswirkungen in Bezug auf die Nachhaltigkeit des Fahrzeuglebenszyklus bedeuten. Das bedeutet, dass wir eine Netto-Null-Antwort für Motoren brauchen, die für den Betrieb mit fossilen Brennstoffen konzipiert wurden.
Fortschrittliche Biokraftstoffe stellen die ideale Lösung dar. Heute verfügen wir über eine bahnbrechende Technologie, die „Drop-in“-Kraftstoffe herstellt, die den Spezifikationen herkömmlicher Kohlenwasserstoffkraftstoffe entsprechen. Dies bedeutet wiederum, dass diese Kraftstoffe sicher als vollständiger Ersatz oder als Teil einer beliebigen Mischung mit bestehenden Motoren und Infrastrukturen verwendet werden können.
Die Einführung einer solchen Technologie hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Abhängigkeit von Kraftstoffimporten verringert wird. Angesichts der Auswirkungen, die das politische Umfeld und die globale Marktinstabilität auf den Preis und die Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe haben können, stellt dies einen strategischen Vorteil dar.
Die Einbeziehung großer Mengen dieser nachhaltigen Kraftstoffe in die derzeitige Kraftstoffinfrastruktur würde die heutigen Nettoverkehrsemissionen schnell senken. Dies bietet einen nachhaltigen Weg zu einer schnelleren Dekarbonisierung.
Hochskalieren
Ein Biokraftstoff ist nur so rentabel wie der Rohstoff, aus dem er hergestellt wird. Diese Biomassebausteine können die Gesamtnachhaltigkeit, den Preis und die Skalierbarkeit eines Biokraftstoffs bestimmen.
Traditionelle Biokraftstoffe der ersten Generation verwenden beispielsweise Pflanzen als Ausgangsmaterial. Dies erfordert entweder, dass große Flächen für neue Biokraftstoffpflanzen reserviert werden müssen, oder dass Nahrungsmittelpflanzen für die Verwendung von Biokraftstoffen umgeleitet werden müssen.
Diese Änderung der Landnutzung kann verheerende Auswirkungen auf Ökosysteme und Entwaldung haben, wenn Biokraftstoffe in großem Maßstab produziert werden. Infolgedessen sehen wir, dass Biokraftstoffe der ersten Generation durch einen politischen Wandel schrittweise abgeschafft werden.
Biokraftstoffe der zweiten Generation wurden entwickelt, um dieses Problem anzugehen. Durch die ausschließliche Verwendung von Abfallprodukten zur Herstellung flüssiger Kraftstoffe wirken sich Biokraftstoffe der zweiten Generation nicht auf die Landnutzung aus und stellen nicht die gleiche Nachhaltigkeitsherausforderung im Maßstab dar.
Fortgeschrittene Kraftstoffe können jedoch mit ihren eigenen Herausforderungen konfrontiert sein. Bestimmte Arten von Abfall sind weniger häufig als andere, was die Skalierbarkeit und breite Akzeptanz eines Kraftstoffs behindert. Ein besonderes Beispiel hierfür sind pflanzliche Altöle und tierische Fette, die zur Herstellung eines „Drop-in“-Biokraftstoffs der zweiten Generation wie HVO verwendet werden.
Solche Kraftstoffe sind ein wichtiger Beitrag zur Dekarbonisierung des Verkehrs, aber die Versorgung mit diesen Ölen und Fetten ist relativ begrenzt und geografisch uneinheitlich – und kann daher nur bis jetzt skaliert werden. Dies macht Altpflanzenöle zu einem knappen Gut und treibt bereits den Preis von HVO-Kraftstoffen in die Höhe.
Es geht auch anders. Lignozellulosehaltiger Abfall ist ein reichlich vorhandener Rohstoff, der nachhaltig beschafft werden kann und weltweit in ausreichend großen Mengen verfügbar ist, um die aktuelle und wachsende Nachfrage zu decken.
Neue Raffinerietechnologien haben aus lignozellulosehaltigem Abfall gewonnene „Drop-in“-Biokraftstoffe Wirklichkeit werden lassen. Diese Art von Abfällen kann beispielsweise aus der verarbeitenden Industrie und dem Bausektor durch Holzspäne, aus der Forstwirtschaft durch verantwortungsvolle Waldbewirtschaftung und aus der Landwirtschaft durch Abfall von Mandelschalen oder Olivenkernen stammen.
In Verbindung mit neuen Raffinerieprozessen können so hochraffinierte „Drop-in“-Brennstoffe mit bemerkenswerten Energieübertragungsraten entstehen – zu einem ähnlichen oder niedrigeren Preis als herkömmliche fossile Brennstoffe, sogar in kleinerem Maßstab.
Die Elektrifizierung des Transports – oder der Wechsel zu anderen Energieträgern – wird Zeit brauchen und in einigen Sektoren und Fällen möglicherweise keine praktikable Option sein. Im besten Fall wird es ein Jahrzehnt dauern, bis genügend neue Motoren und Infrastrukturen gebaut sind, die diese Lösungen durchsetzen können.
Fortschrittliche Biokraftstoffe sind entscheidend, um diese Zeitpläne für die Dekarbonisierung erheblich zu beschleunigen, und können heute nachhaltig und kostengünstig geliefert werden.