Auto & Umwelt

Weltweit lagern schätzungsweise noch 160 Milliarden Tonnen Erdöl im Boden. Bei einer jährlichen Förderung von rund 3,6 Milliarden Tonnen werden die Ressourcen in 30 bis 40 Jahren versiegen. Öl-Multis und Autohersteller suchen fieberhaft nach Ersatztreibstoffen – und sie sind schon weiter, als wir glauben. Was werden wir morgen tanken?

Benzin ist so teuer wie nie zuvor – und die Preisschraube dürfte sich weiter drehen. Aber je teurer die fossilen Brennstoffe werden, umso mehr wachsen die Chancen für Alternativen zum Benzin und Diesel. Zusätzlicher Druck kommt von der Politik aus Brüssel: Bis 2020 sollen in den Mitgliedsstaaten der Europäischen Union 20 Prozent der im Landverkehr verbrauchten Kraftstoffe so genannte Ersatzkraftstoffe sein. Dabei hat sich die EU bewusst nicht auf einen bestimmten Sprit-Ersatz festgelegt. Der Auftrag lautet ganz allgemein: weg vom Erdöl!

So machen sich alle, Mineralölfirmen wie Automobilhersteller, auf die Suche nach alternativen Kraftstoffen. Denn die Zeit könnte knapp werden: Bei einer jährlichen Förderung von rund 3,6 Milliarden Tonnen und nachgewiesenen Reserven von schätzungsweise 160 Milliarden Tonnen wird die Ressource Erdöl in 30 bis 40 Jahren versiegen. Auch wenn neue Lagerstätten in den Tiefen der Ozeane oder entlegene erdölführende Gesteinsschichten entdeckt werden sollten: Ihre Ausbeutung wird auf jeden Fall einen hohen Aufwand bedeuten und das Zeitfenster nicht entscheidend vergrößern.

Der neue Auto-Boom in China und Indien

Weg vom Öl muss die Devise aber auch aus Umweltgründen lauten. Die klimatischen Veränderungen, die das Verbrennen von Kohlenwasserstoffen nach sich zieht, sind gewaltig. Der vom Klimagas Kohlendioxid (CO2) angeworfene Treibhauseffekt wird immer deutlicher. Zwar macht der Straßenverkehr gerade mal 20 Prozent der weltweit vom Menschen verantworteten 25 Milliarden Tonnen CO2 aus. Aber der Anteil dürfte größer werden – wegen des rasanten Wachstums in Ländern wie China oder Indien und des damit verbundenen Anstiegs des Kraftfahrzeugbestands. Deshalb haben sich die europäischen Autohersteller verpflichtet: Die Durchschnitts-Emission aller ihrer Neufahrzeuge soll bis 2010 auf 140 Gramm Kohlendioxid pro gefahrenen Kilometer reduziert werden. Um dieses ehrgeizige Ziel zu erreichen, sind Alternativ-Kraftstoffe unabdingbar.

Leider kann das Auto nicht von einen Tag auf den nächsten auf eine andere Energiequelle umsteigen. Vorbei sind die Zeiten, als die Forscher von »Vielstoffmotoren« träumten – Allesschluckern, denen es egal ist, ob sie Kerosin, Diesel oder Superplus verbrennen. Den Grund erläutert DaimlerChrysler- Forschungsleiter Herbert Kohler: »Die Anforderungen für einen modernen Motor bezogen auf Abgase und Verbrauch, Ansprechverhalten oder Leistung sind so enorm, dass nur die Treibstoffe verwendet werden können, die selbst höchsten Ansprüchen genügen.«

Große Vision – an der Realität gescheitert

Das setzt die Hürde für alternative Brennstoffe hoch. Eine Lösung von heute auf morgen ist nicht in Sicht. Die seit über einem Vierteljahrhundert beschworene »Wasserstoff-Gesellschaft« wird wohl deutlich länger auf sich warten lassen als gedacht – da sind sich alle Forscher einig. Sicher gilt die absolut umweltfreundliche Technologie in der Theorie immer noch als das Nonplusultra – aber in der Praxis haben unter anderem Schwierigkeiten bei Transport und Speicherung des Wasserstoffs einen Durchbruch verhindert. Also bleibt vorerst nur der Einsatz von Ersatzkraftstoffen – wie von der EU gefordert. Welche Alternativen sich letztlich durchsetzen, werden wohl schon die nächsten Jahre zeigen.

Erdgas

Es ist in riesigen Lagerstätten in der Erdkruste gespeichert und besteht größtenteils aus Methan. In komprimierter Form (»Compressed Natural Gas«, CNG) kann es Motoren antreiben.

Vorteile: »Von allen fossilen Energieträgern weist Erdgas bei der Verbrennung die günstigste CO2-Bilanz auf«, stellt das Umweltbundesamt fest. »Im Vergleich zum Benzin verursacht Erdgas bis zu 25 Prozent weniger Kohlendioxid und trägt bis zu 80 Prozent weniger zur Smogbildung bei. Der Ausstoß von Schwefeldioxid-, Ruß- und anderen Partikelemissionen wird bei Erdgas nahezu vollständig vermieden.«

Der Verkaufspreis liegt bei rund 0,79 Euro pro Kilogramm; das entspricht vom Energiegehalt her einem Benzinpreis von 0,54 Euro pro Liter (Diesel: 0,60 Euro). Mit Erdgas vermindern sich also die Kraftstoffkosten im Vergleich zu Benzin um mehr als 50 Prozent (Diesel: mehr als 30 %). Erdgas ist für die nächsten 200 Jahre gesichert.

Nachteile: Wer mit Erdgas fährt, hat nur noch einen Aktionsradius von rund 200 Kilometern. Außerdem nehmen die 200-bar-Gasdruckflaschen Platz im Auto weg, und sie erhöhen das Gewicht. Wegen der geringeren Energiedichte von Erdgas sinkt die Motorleistung bei Vollgas um rund zehn Prozent. Das Netz der landesweit rund 650 Zapfsäulen ist noch zu weitmaschig – Fahrten ins Blaue ohne Routen- und Tankstellenfinder sind ein Risiko. CNG-Fahrzeuge sind teurer als »normale« Autos – aber bereits nach 5000 Kilometern haben sich die Mehrkosten durch die geringeren Preise für Erdgas amortisiert.

Prognose: Erdgasfahrzeuge schwimmen momentan, nach einem missglückten Start vor gut zehn Jahren, auf einer Erfolgswelle. 15 Modelle stehen zur Auswahl: bei Citroen, Fiat, Ford, Mercedes, Opel, Peugeot, Volvo und VW. Die Flotte der Gelben Engel des ADAC besteht aus CNG-Zafiras von Opel. Der Bestand von erdgasgetriebenen Fahrzeugen wächst bundesweit schnell: Derzeit sind es 35000 Fahrzeuge – in 15 Jahren werden nach Schätzungen des Verbands der Deutschen Automobilindustrie (VDA) zwei Millionen CNG-PKWs auf unseren Straßen rollen. Also: Die Pespektiven könnten nicht besser sein. Aber die staatliche Förderung muss beibehalten werden.

BioDiesel

Dieser Ersatzkraftstoff besteht zu 100 Prozent aus Pflanzenöl – vor allem aus Rapsöl.

Vorteile: Kraftstoff aus nachwachsenden Rohstoffen ist CO2-neutral: Beim Verbrennen gelangt nur so viel Kohlendioxid in die Luft, wie die Pflanze der Atmosphäre beim Wachsen entnommen hat. Ältere Dieselfahrzeuge können nach entsprechender Umrüstung des Motors mit reinem Pflanzenöl aus dem Supermarkt oder aus der Biodiesel-Zapfsäule betankt werden: Das spart bares Geld.

Neben dem normalen Rapsöl gibt es auch Rapsmethylester (RME): in der Raffinerie veredeltes Pflanzenöl. Wegen seiner recht hohen Qualität wird RME dem industriellen Diesel zu fünf Prozent beigemischt, künftig sollen es zehn Prozent sein.

Nachteile: Die Kosten für die Umrüstung älterer Diesel auf »Bio« sind hoch: 1500 bis 3500 Euro. Moderne Hochleistungsdiesel der neuesten Generation vertragen überhaupt kein Pflanzenöl: Die Dichtungen korrodieren; der Tank kann wegen der wasseranziehenden Wirkung des Biodiesels rosten; die Einspritzdüsen können durch Rückstände aus der Verbrennung verkoken; die Kraftstofffilter können verstopfen; der Außenlack kann durch Pflanzenöl angegriffen werden. Autohersteller erteilen für ihre Fahrzeuge keine Biodiesel-Freigabe und bieten auch keine Pläne für die Umrüstung auf Biodiesel an.

Auch wer ausschließlich reines RME tankt, ist nicht automatisch auf der sicheren Seite: Oft kommt es zu Schäden an der Einspritzanlage.

Der Flächenverbrauch für Raps als Spritersatz wäre gigantisch: Um allen in Europa verbrauchten herkömmlichen Diesel-Treibstoff durch Raps-Diesel zu ersetzen, müsste die gesamte landwirtschaftliche Nutzfläche mit Raps bepflanzt werden. Außerdem laugt das Gewächs den Boden aus und erfordert viel Dünger. Selbst Greenpeace und das Umweltbundesamt sind vom Biodiesel nicht überzeugt.

Prognose: Die Bedeutung von Biodiesel als Sprit-Ersatz wird in der Zukunft deutlich abnehmen.

Bio-Ethanol

Alles, was der Acker hergibt an zucker- oder stärkehaltigen Pflanzen, kann auch zu Alkohol vergoren werden: Das aus der Biomasse gewonnene Bio-Ethanol (nicht zu verwechseln mit Biodiesel) eignet sich ebenfalls als Treibstoff. In Europa werden vor allem die Zuckerrübe und der Weizen vergoren; Vorreiter dieser Technologie ist Schweden. In Brasilien fahren bereits 16 Millionen Fahrzeuge mit »Gazolina«: Benzin mit einem Bio-Ethanol-Anteil von rund 25 Prozent. Das Ziel heißt aber »Fuel Flex«: Treibstoff, der zu 100 Prozent aus Pflanzenalkohol besteht. Neben Brasilien haben auch die USA ein großes Interesse an Bio-Ethanol.

Vorteile: Bio-Ethanol ist ein CO2-neutraler Treibstoff – also umweltfreundlich. Weil es jedoch sehr flüchtig und aggressiv ist, konzentrieren sich die Mineralölgesellschaften mehr auf eine andere ökologische Alkoholverbindung, die wie Bio-Ethanol aus Getreide hergestellt wird: den Ethyltertiärbutylether (ETBE). Er verfügt über eine hohe Oktanzahl, ist also sehr zündwillig: Schon jetzt kann bleifreies Superbenzin einen Anteil von bis zu 15 Prozent ETBE haben. Wer einen Wagen mit alkoholtauglichem Motor kaufen will, zahlt nur etwa 300 Euro mehr. Fahrzeuge, die sowohl mit reinem Bio-Ethanol als auch mit reinem Superbenzin oder mit Super-ETBE-Gemisch fahren, tragen den Zusatz »FFV« im Namen: die Abkürzung für »Flexible Fuel Vehicle«. Ford und Saab verkaufen solche Autos.

Nachteile: Für Autos, die ganz oder teilweise mit Bio-Ethanol bzw. ETBE fahren, ist das Tankstellennetz noch sehr dünn. Der Flächenbedarf für die Produktion der Pflanzen, die Autotreibstoff liefern sollen, ist viel zu hoch: Ein bundesweiter Ethanol-Einsatz erscheint deshalb undenkbar.

Prognose: Bio-Ethanol und andere alkoholische Treibstoffe dürften Nischenprodukte bleiben.

Designer-Kraftstoffe

Auf diese synthetischen Kraftstoffe (Fachjargon: »SynFuel«) setzt die Branche große Hoffnungen. Chemiker können die Molekülketten des Kunstsprits so gestalten, dass dieser für die Motoren maßgeschneidert ist.

Vorteile: Die synthetischen Kraftstoffe sind von höchster und gleichbleibender Qualität. Sie enthalten weder Schwefel noch Stickstoff oder aromatische Verbindungen wie Benzol. Dadurch verbrennt SynFuel besonders sauber, und die Abgase sind leicht von Schadstoffen zur reinigen.

Nachteile: Die Raffineriekapazitäten für Desig-ner-Kraftstoffe müssen erst noch aufgebaut werden. Mit hohen Preisen ist zu rechnen.

Prognose: Fachleute der Mineralöl- und Automobilindustrie sowie unabhängige Wissenschaftler beurteilen die nahe Zukunft für SynFuel sehr positiv

Flüssiggas

Das bei der Erdölförderung oder im Raffinerieprozess anfallende »Liquid-Petroleum-Gas« (LPG) besteht aus Butan und Propan. Es wird unter Druck verflüssigt und ist dann für die Verbrennung in (umgebauten) Benzinmotoren geeignet. LPG-Fahrzeuge sind in Deutschland eher selten – im Gegensatz zu Holland, Frankreich und Großbritannien.

Vorteile: Die Umrüstung eines Benzinfahrzeugs auf LPG ist relativ einfach und günstig: Die Kosten liegen je nach Fahrzeugtyp zwischen 200 und 800 Euro.

Nachteile: LPG ist etwas teurer als Erdgas und hat deutlich schlechtere Abgaswerte.

Prognose: Mittel- bis langfristig dürfte die Bedeutung von Flüssiggas als Benzinersatz eher abnehmen.

Erdgas-Sprit

Zur Verflüssigung von Erdgas, in Fachkreisen als »Gas to Liquid« (GTL) bezeichnet, wird das so genannte Fischer-Tropsch-Verfahren aus dem Jahr 1926 eingesetzt: Damit gelang es seinerzeit, durch die Verkokung von Kohle flüssige Treibstoffe wie Benzin oder Dieselöl zu gewinnen. Diese Destillation funktioniert auch mit Erdgas: Taxifahrer in Bangkok beispielsweise tanken bereits »Pura«-Diesel von den nahe gelegenen Gasfeldern. An deutschen Tankstellen ist GTL dem Premiumdiesel und dem 100-Oktan-Super seit zwei Jahren beigemischt.

Vorteile: Bei der Schadstoffemission bringt flüssiges Erdgas gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen echte Vorteile: Seine Abgase enthalten weniger Partikel und Aromaten. Bei der Produktion von GTL entsteht auch reiner Wasserstoff: Er könnte in der Brennstoffzelle eingesetzt werden und so ebenfalls die Wasserstofftechnologie voranbringen.

Nachteile: Die CO2-Bilanz ist um knapp zehn Prozent ungünstiger als bei üblichem Kraftstoff.

Prognose: Die Raffineriekapazitäten für flüssiges Erdgas werden derzeit weiter ausgebaut. Das Ziel ist eine flächendeckende Versorgung – für eine völlig neue Generation von GTL-Motoren. Herbert Kohler von der Mercedes-Forschung beispielsweise sieht voraus, dass GTL-Kraftstoffe »in fünf, sechs Jahren in dazu spezifizierten Serienmotoren verbrannt werden können«. Die Versuchsmotoren laufen bereits.

Biomasse-Sprit

Auch die Verflüssigung von Biomasse (»Biomass to Liquid«, BTL) geschieht nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren. Das Endergebnis nennen die Fachleute »SunFuel« – »Sonnenbenzin«. Ausgangspunkt für diesen Treibstoff können eigens angebaute schnell wachsende Pflanzen sein – aber auch Pflanzenabfälle, Biomüll oder Tiermist. Die Biomasse wird geshreddert, danach getrocknet und in einem Niedrigtemperaturvergaser in Gas und Koks zerlegt; anschließend werden beide bei hohen Temperaturen von 1600 Grad Celsius verbrannt; dabei entsteht ein Synthesegas aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff – durch Destillation wird daraus Kraftstoff gewonnen. Ein Kilogramm Holz ergibt etwa einen Liter SunFuel.

Vorteile: Die Energieausbeute ist hoch, und die Abgase sind CO2-neutral. Flüssige Biomasse eignet sich für herkömmliche Dieselmotoren ebenso wie für Benziner.

Bisher scheiterte die Nutzung von Biomasse immer daran, dass sie auf große Flächen verteilt ist: Das verteuerte den Transport zu einer der zentralen Verbrennungsanlagen. Dieses Problem wurde jetzt gelöst. Wissenschaftler am Institut für Technische Chemie des Forschungszentrums Karlsruhe haben ein vollkommen neues Verfahren entwickelt, um die Energiedichte von Stroh oder Holz auf das Zehnfache zu erhöhen: Sie stellen aus der Biomasse ein flüssiges Konzentrat her, das sie »Slurry« nennen. Es wird in Tankwagen zur zentralen Großanlage transportiert, wo es zu SunFuel verarbeitet wird.

Bei der Produktion von flüssiger Biomasse entsteht auch reiner Wasserstoff: Er könnte in der Brennstoffzelle eingesetzt werden und so auch die Wasserstofftechnologie voranbringen.

Nachteile: Die Raffineriekapazitäten zur Herstellung flüssiger Biomasse sind erst im Aufbau. Die großtechnische Produktion von SunFuel ist noch nicht erprobt. Zu erwarten ist ein hoher Preis.

Prognose: Die Zukunftsaussichten sind ähnlich gut wie bei flüssigem Erdgas. Nachdem der Ölmulti Shell in das von Volkswagen und DaimlerChrysler angestoßene Geschäft mit SunFuel eingestiegen ist, wittern die Automobilhersteller die Chance auf den Einsatz von flüssiger Biomasse im großindustriellen Maßstab.