Europa könnte seinen gesamten Treibstoffbedarf für den Strassenverkehr bis zum Jahr 2040 aus erneuerbaren Quellen decken – bis 2030 bereits mehr als zur Hälfte. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) berechnet. Demnach verfügt die Europäische Union über ausreichend Rest- und Abfallstoffe, um den gesamten Strassenverkehr mit klimaneutralen flüssigen Energieträgern zu versorgen. Für die Studie untersuchten die Forschenden, welche Mengen biogener Rohstoffe – also pflanzliche Reststoffe, Holzreste oder Bioabfälle – in Europa vorhanden sind, wie sie sich technisch zu erneuerbaren Treibstoffen umwandeln lassen und welchen Treibstoffbedarf der Strassenverkehr künftig haben wird.
Ein Befreiungsschlag aus der Abhängigkeit
„Europa verfügt langfristig über ausreichend nachhaltige Ressourcen, um ohne fossiles Öl mobil zu sein“, sagt Professor Thomas Hirth, Vizepräsident Transfer und Internationales des KIT. „Angesichts der aktuellen Unsicherheiten auf den internationalen Energiemärkten ist das eine gute Nachricht. Wenn wir Rest- und Abfallstoffe effizient nutzen, können wir den Strassenverkehr unabhängiger von Energieimporten machen und gleichzeitig CO₂-Emissionen senken.“
Vielfalt erneuerbarer Rohstoffe macht Europa unabhängiger
Der im Auftrag der BMW AG durchgeführten Studie wurden Rahmenbedingungen für eine ambitionierte Erfüllung des Pariser Klimaschutzabkommens zugrunde gelegt. Sie bezieht sich auf ein günstiges Szenario, dessen Voraussetzungen von Politik und Gesellschaft zum Teil noch geschaffen werden müssen. Die Studie zeigt, dass besonders grosse Mengen an Rest- und Abfallstoffen genutzt werden können – zum Beispiel Stroh aus der Landwirtschaft, Holzreste aus der Forstwirtschaft oder biogene Abfälle. Hinzu kommen Zwischenfrüchte, also Pflanzen, die zwischen zwei Ernten angebaut werden, sowie Energiepflanzen, die auf wenig ertragreichen Böden wachsen und nicht mit der Nahrungsmittelproduktion konkurrieren.
Diese Vielfalt sorgt dafür, dass die Rohstoffbasis stabil bleibt und nicht von einem einzelnen Stoff abhängt: „Viele glauben, dass Alt-Speiseöl die zentrale Quelle für erneuerbare Treibstoffe ist. Tatsächlich macht es nur etwa ein Prozent des Rohstoffportfolios aus“, sagt Professor Thomas Koch vom Institut für Kolbenmaschinen (IFKM) des KIT, der die Studie geleitet hat. „Die wirklich grossen Potenziale liegen beispielsweise in Pflanzenresten und Holzfasern. Diese Stoffe fallen ohnehin an – und können ausreichend klimafreundliche Treibstoffe liefern. Das kann aber nur gelingen, wenn der Herstellung von fortschrittlichen reFuels-Biotreibstoffen von Politik und Gesellschaft die notwendige Priorität eingeräumt wird.“
Vom Reststoff zum Treibstoff
Die Forschenden untersuchten mehrere technische Wege, um aus Biomasse nutzbare Treibstoffe herzustellen. Dazu zählt das HVO-Verfahren (HVO steht für „Hydrotreated Vegetable Oil“), bei dem ölhaltige Reststoffe zu Dieselersatz hydriert werden, sowie methanolbasierte Verfahren. Bei diesen entsteht aus Pflanzenresten als Zwischenprodukt zunächst ein Gas, das anschliessend zu Benzin- oder Dieselersatz weiterverarbeitet wird. „Mit diesen Verfahren können wir aus sehr unterschiedlichen Reststoffen hochwertige Treibstoffe herstellen“, sagt Professor Nicolaus Dahmen vom Institut für Katalyseforschung und ‑entwicklung des KIT. „Das ist wichtig, weil Europa über eine breite Palette an Biomassen verfügt. Die Technologien funktionieren auch dann, wenn der Rohstoffmix sich ändert.“
Während es HVO schon an der Zapfsäule gibt, sind Treibstoffe aus anderen Verfahren noch in der Entwicklung. Sie werden am KIT bereits hergestellt und in Autos getestet. Mit den erprobten Verfahren lassen sich auch grosse Mengen Treibstoff erzeugen. Die Studie zeigt ausserdem: Wenn zusätzlich Wasserstoff zugeführt wird, steigt die Ausbeute nochmals deutlich.
Trotz Elektromobilität bleibt flüssiger Treibstoff wichtig
Auch wenn Europa sehr ambitioniert elektrifiziere, bleibe ein grosser Bedarf an flüssigen Treibstoffen bestehen, so Dr. Olaf Toedter vom IFKM. „Viele Fahrzeuge bleiben noch lange im Einsatz. Für diese Bestandsflotte bieten erneuerbare Treibstoffe eine direkte Möglichkeit, CO₂-Emissionen zu vermeiden.“
Was die Studie untersucht – und was nicht
Die Analyse untersucht, welche nachhaltigen Rohstoffe in Europa verfügbar sind, wie sich diese über verschiedene technische Verfahren in erneuerbare Treibstoffe umwandeln lassen und welche Mengen dabei entstehen können. Zugrunde gelegt wurden Rahmenbedingungen für eine ambitionierte Erfüllung des Pariser Klimaschutzabkommens. Die Forschenden beziehen sich in der Studie auf ein günstiges Szenario, dessen Voraussetzungen von Politik und Gesellschaft zum Teil noch geschaffen werden müssen. Sie betrachtet ausserdem, wie sich die Fahrzeugflotten in den kommenden Jahren entwickeln, welchen Anteil am Verkehr erneuerbare Treibstoffe dabei ersetzen können und welche Konkurrenz es durch andere Sektoren wie Industrie, Energie oder Luft- und Schifffahrt gibt.
Das KIT hat die Studie in Zusammenarbeit mit dem DBFZ (Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH) und den Firmen Freyberger engineering GmbH sowie der Fa BMW AG im Auftrag der BMW AG durchgeführt.
