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(Fachbereiche): Ingenieurs- und Technische Wissenschaften Umwelttechnik

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Titel Biokraftstoffe - Potenzial, Zukunftsszenarien und Herstellungsverfahren im wirtschaftlichen Vergleich 
Untertitel Diese Studie basiert auf der gleichnamigen Diplomarbeit des Autors vom August 2003 (Universität Kassel) und wurde aufgrund der großen Nachfrage im Jahr 2007 umfassend aktualisiert und überarbeitet. 
AutorIn Michael Weitz 
Seiten 169 Seiten 
Hochschule Universität Kassel Deutschland 
Art der Arbeit Fachstudie 
Abgabe 2007 
Preis 48,00 EUR (inkl. MwSt.)
 
Bestellnummer 30010170 
Sprache Deutsch 
Medien CD 
Inhaltsangabe
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:

Inhaltsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis 7
Tabellenverzeichnis 8
Abkürzungsverzeichnis 10
1. Einleitung 12
2. Politische und wirtschaftliche Abhängigkeiten von billigen Kraftstoffen 14
2.1. Abhängigkeiten der Vereinigten Staaten von Amerika 16
2.2. Abhängigkeiten der Europäischen Union 17
2.3. Abhängigkeiten der Entwicklungsländer 17
3. Gegenwärtige und zukünftige Kraftstoffversorgung 19
3.1. Stand der deutschen und globalen Biokraftstofferzeugung 19
3.2. Ausblick auf eine fossile Zukunft 22
4. Argumente für die Substitution fossiler durch biogene Kraftstoffe 24
4.1. Versorgungssicherheit 24
4.2. CO2-Emissionen 28
4.3. Vorteile einer nachhaltigen Energiebereitstellung 31
5. Politische Leitlinien und Förderbedingungen für Biokraftstoffe 33
5.1. Leitlinien und Förderbedingungen der Europäischen Union 33
5.2. Leitlinien und Förderbedingungen der Bundesrepublik Deutschland 36
6. Kraftstoffstrategien wichtiger Ölkonzerne und Kfz-Hersteller 41
6.1. Kraftstrategien wichtiger Ölkonzerne 42
6.1.1. Shell 42
6.1.2. British Petroleum (BP) 45
6.1.3. ExxonMobil 46
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
7.1. Pflanzenöl und Biodiesel (FAME) als Kraftstoff 59
7.1.1. Herstellungsverfahren von Pflanzenöl und Biodiesel 60
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
7.3.5 Gesamtpotential von Biogas / Biomethan 111
7.4 Biokraftstoffe aus Synthesegas / BTL-Kraftstoffe (Biomass to Liquids) 114
7.4.1 Herstellungsverfahren von Synthesegas aus Biomasse 116
7.4.2 Herstellungsverfahren von Biokraftstoffen aus Synthesegas 118
7.4.3 Innovative Gesamtkonzepte zur Herstellung von Bio-Synfuels 122
7.4.4 Rohstoffpotential für BTL-Kraftstoffe 129
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
9 Der Stellenwert von Biomasse in einer zukünftigen Energieversorgung 155
9.1 Nutzungspfade von Biomasse im Langfristvergleich 155
9.2 Prognose der langfristigen Preisentwicklung von Biomasse bzw. Biokraftstoffen 156
10 Schlussfolgerung 159
Literatur- und Quellenverzeichnis 164
 
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