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Da es sich um eine vom Autor verfasste Fachstudie (Aktualisierung der Diplomarbeit) handelt, gibt es keine Note für diese Studie. Die Diplomarbeit, die dieser aktualisierten Fachstudie zugrunde liegt, wurde 2003 von der Universität Kassel mit einer 1,0 benotet (Bestellnummer der Diplomarbeit von 2003: 03007679).
Einleitung:
Biokraftstoffe stehen seit einigen Jahren zunehmend im Fokus der öffentlichen und politischen Aufmerksamkeit. Ausgehend von einer EU-Richtlinie aus dem Jahr 2003 zur Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen, hat sich bereits alleine in Deutschland ein Biokraftstoff-Marktvolumen von rund zwei Milliarden Euro entwickelt. In den kommenden Jahren ist ein weiteres schnelles Wachstum in den meisten EU-Mitgliedsstaaten durch nationalstaatliche Weichenstellungen vorprogrammiert.
Die Vor- und Nachteile der verschiedenen Biokraftstoffe werden in Fachkreisen kontrovers diskutiert. Die Gemeinsamkeit der Verfechter unterschiedlichster Konzepte liegt gelegentlich einzig in der Überzeugung, dass die derzeitige fossile Ressourcenkette durch Energieträger mit weitgehend ausgeglichener CO2-Bilanz ergänzt und schließlich ersetzt werden muss. Die Bedrohung eines globalen Klimawandels, explodierender Ölpreise sowie unberechenbarer kriegerische Konflikte um die zur Neige gehenden fossilen Rohstoffe wird mittlerweile weitgehend allgemein anerkannt.
Als sozioökonomische Argumente für biogene Kraftstoffe werden, neben der verbesserten Versorgungssicherheit eine erhöhte nationale Wertschöpfung und ein damit verbundener Abbau der Arbeitslosigkeit angeführt. Für die Landwirtschaft verspricht man sich insbesondere auch in den Industrienationen eine neue Perspektive und ein erhöhtes Einkommenspotential. Dies wird auf allgemein steigende Preise für Agrarprodukte zurückgeführt: Einerseits über die Schaffung neuer Biomasseabsatzmärkte und den durch quantitative Entlastung reduzierten Preisdruck auf die Nahrungsmittelmärkte andererseits.
In einigen Staaten wird der Einsatz biogener Kraftstoffe über Gesetze, Subventionen oder Steuerbefreiungen bereits unterstützt. Weitere werden voraussichtlich in Kürze entsprechende Instrumente installieren. Das ehemalige Nischendasein der Biokraftstoffe gehört dadurch mittlerweile der Vergangenheit an. Einzelne Großkonzerne haben sich für diesen boomenden Markt bereits positioniert. Tendenzen zeichnen sich ab, doch es steht noch nicht fest, in welche genaue Richtung sich die Biokraftstoffmärkte entwickeln werden.
Von manchen Experten wird den Biokraftstoffen allenfalls der Stellenwert einer Übergangslösung bei der Entwicklung zur "Wasserstoffgesellschaft" eingeräumt. Wie der Wasserstoff in einem solchen Zukunftsszenario nachhaltig erzeugt werden soll, wird jedoch meist nicht plausibel ausgeführt. Eine der zukunftsträchtigsten Möglichkeiten wäre, den Wasserstoff als Bestandteil von Synthesegas aus pflanzlichen Rohstoffen zu erzeugen.
In diesem Fall wäre Wasserstoff jedoch auch als Biokraftstoff zu klassifizieren. Denn ab wann überschüssige Elektrizität aus erneuerbaren Quellen zur elektrolytischen Wasserstofferzeugung bezahlbar und in relevanten Mengen zur Verfügung steht, ist noch nicht absehbar. In jedem Fall liegen ernstzunehmende Anfänge dieser potentiellen Wasserstoffgesellschaft noch mindestens zwei Jahrzehnte vor uns, während der globale Klimawandel und die angespannte Versorgungssicherheit bereits heute den Beginn des Umbaus unseres Energie- bzw. Kraftstoffsystems erfordert.
Die staatlichen Förderbedingungen, aber auch die Strategien wichtiger Konzerne werden maßgeblich dazu beitragen, welche der biogenen Treibstoffe sich auch langfristig durchsetzen werden. Diese Studie beschäftigt sich daher nicht nur mit einem möglichst objektiven Vergleich der verschiedenen Biokraftstoffe insbesondere unter Potential- und Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten. Auch Gesetze, Richtlinien und Treibstoffszenarien der Europäischen Union, der Bundesrepublik sowie global operierender Konzerne der Automobil- und Ölindustrie werden dargestellt.
Die Zusammenfassung des aktuellen Standes der Biokraftstoffversorgung in verschiedenen Staaten und die Ausführung über die Notwendigkeiten einer Substitution fossiler Energieträger stellt die Verknüpfung zur Gegenwart her und unterstreicht die Dringlichkeit einer forcierten Nutzung biogener Kraftstoffe.
Eine Untersuchung der Biokraftstoffe in wirtschaftlicher Hinsicht birgt Herausforderungen und nicht zu unterschätzende Schwierigkeiten. Konsequenterweise müssen in einen solchen ökonomischen Vergleich auch Verfahren einbezogen werden, die noch nicht kommerziell betrieben werden. Außerdem gilt es, Kosten und Preise zu unterscheiden.
Übergeordnetes Ziel dieser Studie soll es sein, wichtige Informationen zusammenzuführen und dem Leser eine persönliche Einschätzung des realistischen Potentials der verschiedenen Biokraftstoffe in einer zukünftigen Kraftstoffversorgung zu ermöglichen.
Inhaltsverzeichnis:
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Inhaltsverzeichnis |
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Abbildungsverzeichnis |
7
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Tabellenverzeichnis |
8
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Abkürzungsverzeichnis |
10
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| 1. |
Einleitung |
12
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| 2. |
Politische und wirtschaftliche Abhängigkeiten von billigen Kraftstoffen |
14
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| 2.1. |
Abhängigkeiten der Vereinigten Staaten von Amerika |
16
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| 2.2. |
Abhängigkeiten der Europäischen Union |
17
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| 2.3. |
Abhängigkeiten der Entwicklungsländer |
17
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| 3. |
Gegenwärtige und zukünftige Kraftstoffversorgung |
19
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| 3.1. |
Stand der deutschen und globalen Biokraftstofferzeugung |
19
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| 3.2. |
Ausblick auf eine fossile Zukunft |
22
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| 4. |
Argumente für die Substitution fossiler durch biogene Kraftstoffe |
24
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| 4.1. |
Versorgungssicherheit |
24
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| 4.2. |
CO2-Emissionen |
28
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| 4.3. |
Vorteile einer nachhaltigen Energiebereitstellung |
31
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| 5. |
Politische Leitlinien und Förderbedingungen für Biokraftstoffe |
33
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| 5.1. |
Leitlinien und Förderbedingungen der Europäischen Union |
33
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| 5.2. |
Leitlinien und Förderbedingungen der Bundesrepublik Deutschland |
36
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| 6. |
Kraftstoffstrategien wichtiger Ölkonzerne und Kfz-Hersteller |
41
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| 6.1. |
Kraftstrategien wichtiger Ölkonzerne |
42
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| 6.1.1. |
Shell |
42
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| 6.1.2. |
British Petroleum (BP) |
45
|
| 6.1.3. |
ExxonMobil |
46
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| 6.1.4. |
TotalFinaElf |
48
|
| 6.1.5. |
ChevronTexaco |
48
|
| 6.2. |
Kraftstoffstrategien wichtiger Kraftfahrzeughersteller |
50
|
| 6.2.1. |
Volkswagen |
50
|
| 6.2.2. |
DaimlerChrysler |
52
|
| 6.2.3. |
Ford |
53
|
| 6.2.4. |
General Motors (GM) |
54
|
| 6.2.5. |
Toyota |
55
|
| 7. |
Biokraftstoffe |
57
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| 7.1. |
Pflanzenöl und Biodiesel (FAME) als Kraftstoff |
59
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| 7.1.1. |
Herstellungsverfahren von Pflanzenöl und Biodiesel |
60
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| 7.1.2. |
Rohstoffpotential von Pflanzenöl und Biodiesel |
63
|
| 7.1.3. |
Energiebilanz von Pflanzenöl und Biodiesel |
66
|
| 7.1.4. |
Produktionskosten von Pflanzenöl und Biodiesel |
71
|
| 7.1.5 |
Volkswirtschaftliche Effekte der Biodieselerzeugung |
74
|
| 7.1.6 |
Gesamtpotential von Pflanzenöl und Biodiesel |
76
|
| 7.2 |
Bioethanol als Kraftstoff |
79
|
| 7.2.1 |
Herstellungsverfahren von Bioethanol |
79
|
| 7.2.2 |
Rohstoffpotential von Bioethanol |
82
|
| 7.2.3 |
Energiebilanz von Bioethanol |
85
|
| 7.2.4 |
Produktionskosten von Bioethanol |
88
|
| 7.2.5 |
Gesamtpotential von Bioethanol |
91
|
| 7.3 |
Biogas / Biomethan als Kraftstoff |
94
|
| 7.3.1 |
Herstellungsverfahren von Biogas / Biomethan |
95
|
| 7.3.2 |
Rohstoffpotential von Biogas / Biomethan |
98
|
| 7.3.3 |
Energiebilanz von Biogas / Biomethan |
101
|
| 7.3.4 |
Produktionskosten von Biogas / Biomethan |
104
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| 7.3.5 |
Gesamtpotential von Biogas / Biomethan |
111
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| 7.4 |
Biokraftstoffe aus Synthesegas / BTL-Kraftstoffe (Biomass to Liquids) |
114
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| 7.4.1 |
Herstellungsverfahren von Synthesegas aus Biomasse |
116
|
| 7.4.2 |
Herstellungsverfahren von Biokraftstoffen aus Synthesegas |
118
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| 7.4.3 |
Innovative Gesamtkonzepte zur Herstellung von Bio-Synfuels |
122
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| 7.4.4 |
Rohstoffpotential für BTL-Kraftstoffe |
129
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| 7.4.5 |
Energiebilanz von BTL-Kraftstoffen |
132
|
| 7.4.6 |
Produktionskosten von Bio-Synfuels |
137
|
| 7.4.7 |
Gesamtpotential von Bio-Synfuels |
142
|
| 8 |
Die untersuchten Biokraftstoffe im Vergleich |
145
|
| 8.1 |
Energiebilanzen |
145
|
| 8.2 |
Rohstoffpotentiale |
147
|
| 8.3 |
Produktionskosten |
150
|
| 8.4 |
Gesamtpotentiale |
152
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| 9 |
Der Stellenwert von Biomasse in einer zukünftigen Energieversorgung |
155
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| 9.1 |
Nutzungspfade von Biomasse im Langfristvergleich |
155
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| 9.2 |
Prognose der langfristigen Preisentwicklung von Biomasse bzw. Biokraftstoffen |
156
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| 10 |
Schlussfolgerung |
159
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Literatur- und Quellenverzeichnis |
164 |