Wirtschaftlichkeit regenerativer Energien am Beispiel Bioethanol
©2007
Diplomarbeit
181 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Problemstellung:
Die Diskussion über Klimaschutz und die Forderung nach verstärktem Einsatz erneuerbarer Energien hat in den letzten Jahren zunehmend an ökonomischer und ökologischer Bedeutung gewonnen. Beschränkte Verfügbarkeit fossiler Energieträger, Klimaveränderung und die daraus resultierenden Folgen für Mensch und Natur erfordern die Erzeugung von umweltfreundlicheren bzw. emissionsärmeren Energien und Kraftstoffen aus neuen Rohstoffen.
Neben der umweltfreundlicheren Produktion von Wärme und Strom stehen emissionsarme, alternative Kraftstoffe für Automobile im Mittelpunkt. Nach der positiven Entwicklung bei Biodiesel in den letzten Jahren gewinnt der Biokraftstoff Bioethanol immer mehr an Bedeutung. Durch das Biokraftstoffquotengesetz (BioKraftQuG) beträgt die Beimischungsquote für Boethanol zu Otto-Kraftstoffen in Deutschland bereits heute 1,2 Prozent. Bis zum Jahr 2010 soll die Quote auf mindestens 3,6 Prozent erhöht werden. Als Folge daraus wird der Bedarf an Bioethanol durch die geänderten Marktbedingungen steigen. Der Bau neuer Anlagen zur Produktion von Bioethanol wird in der Zukunft nötig sein. Die Investitionsentscheidung für eine neue Anlage bedarf der Analyse des Marktes und der zukünftigen Marktbedingungen.
Der Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Diplomarbeit ist die Durchführung einer Investitionsrechnung zur Ermittlung der Rentabilität einer Bioethanolanlage mittlerer Größe. Methodisch wird dafür die aktuelle Marktsituation analysiert und Prognosen für zukünftige Veränderungen abgegeben. Zur Entscheidungsfindung bzgl. der Investition werden die möglichen Erträge den anfallenden Investitionskosten gegenübergestellt. Chancen und Risiken der Anlage werden nach einer detaillierten Untersuchung des Marktes unter Berücksichtigung der Umweltfaktoren beurteilt.
Gang der Untersuchung:
Grundlage für die Erstellung der Diplomarbeit war eine intensive Einarbeitung in die Thematik der regenerativen Energien und die Aufarbeitung der Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung. Dazu wurde eine ausgiebige Recherche in der Literatur und im Internet betrieben. Durch die Erstellung einer Quellendatenbank wurde die Vielzahl von Quellen nach Themen und Schlüsselwörtern gegliedert und für den weiteren Verlauf der Arbeit übersichtlich strukturiert.
Danach wurden durch zahlreiche Interviews mit Herrn Dipl.-Ing. Per M. Kleinschmidt, Anlagenbetreibern, Anlagenbauern, Verbänden, Ministerien und weiteren Experten Informationen zur […]
Die Diskussion über Klimaschutz und die Forderung nach verstärktem Einsatz erneuerbarer Energien hat in den letzten Jahren zunehmend an ökonomischer und ökologischer Bedeutung gewonnen. Beschränkte Verfügbarkeit fossiler Energieträger, Klimaveränderung und die daraus resultierenden Folgen für Mensch und Natur erfordern die Erzeugung von umweltfreundlicheren bzw. emissionsärmeren Energien und Kraftstoffen aus neuen Rohstoffen.
Neben der umweltfreundlicheren Produktion von Wärme und Strom stehen emissionsarme, alternative Kraftstoffe für Automobile im Mittelpunkt. Nach der positiven Entwicklung bei Biodiesel in den letzten Jahren gewinnt der Biokraftstoff Bioethanol immer mehr an Bedeutung. Durch das Biokraftstoffquotengesetz (BioKraftQuG) beträgt die Beimischungsquote für Boethanol zu Otto-Kraftstoffen in Deutschland bereits heute 1,2 Prozent. Bis zum Jahr 2010 soll die Quote auf mindestens 3,6 Prozent erhöht werden. Als Folge daraus wird der Bedarf an Bioethanol durch die geänderten Marktbedingungen steigen. Der Bau neuer Anlagen zur Produktion von Bioethanol wird in der Zukunft nötig sein. Die Investitionsentscheidung für eine neue Anlage bedarf der Analyse des Marktes und der zukünftigen Marktbedingungen.
Der Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Diplomarbeit ist die Durchführung einer Investitionsrechnung zur Ermittlung der Rentabilität einer Bioethanolanlage mittlerer Größe. Methodisch wird dafür die aktuelle Marktsituation analysiert und Prognosen für zukünftige Veränderungen abgegeben. Zur Entscheidungsfindung bzgl. der Investition werden die möglichen Erträge den anfallenden Investitionskosten gegenübergestellt. Chancen und Risiken der Anlage werden nach einer detaillierten Untersuchung des Marktes unter Berücksichtigung der Umweltfaktoren beurteilt.
Gang der Untersuchung:
Grundlage für die Erstellung der Diplomarbeit war eine intensive Einarbeitung in die Thematik der regenerativen Energien und die Aufarbeitung der Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung. Dazu wurde eine ausgiebige Recherche in der Literatur und im Internet betrieben. Durch die Erstellung einer Quellendatenbank wurde die Vielzahl von Quellen nach Themen und Schlüsselwörtern gegliedert und für den weiteren Verlauf der Arbeit übersichtlich strukturiert.
Danach wurden durch zahlreiche Interviews mit Herrn Dipl.-Ing. Per M. Kleinschmidt, Anlagenbetreibern, Anlagenbauern, Verbänden, Ministerien und weiteren Experten Informationen zur […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
Michael Geiß
Wirtschaftlichkeit regenerativer Energien am Beispiel Bioethanol
ISBN: 978-3-8366-0788-9
Druck Diplomica® Verlag GmbH, Hamburg, 2008
Zugl. Fachhochschule Ludwigshafen, Ludwigshafen, Deutschland, Diplomarbeit, 2007
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© Diplomica Verlag GmbH
http://www.diplomica.de, Hamburg 2008
Printed in Germany
I
Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich bei allen, die mich unterstützt und zum Gelin-
gen der Diplomarbeit beigetragen haben, bedanken.
Hierbei möchte ich mich zunächst bei Herrn Prof. Dr. Johannes Kals bedanken,
der mir diese interessante Diplomarbeit ermöglicht hat. Als Betreuer von Seiten
der Fachhochschule Ludwigshafen am Rhein hat er mich intensiv betreut und
unterstützt.
Besonders möchte ich meinem Betreuer Herrn Dipl.-Ing. Per M. Kleinschmidt
für die interessante Aufgabenstellung und die intensive und gute fachliche
Betreuung von Seiten der PMK-Consult danken. Er gab mir immer wieder neue,
anregende Impulse und unterstützte mich in hervorragender Weise bei meiner
Arbeit.
Besonders möchte ich auch allen Gesprächspartnern danken, die mir im Rah-
men von Interviews ausführlich und engagiert Fragen beantwortet haben.
Ganz besonders möchte ich einen Dank an meine Eltern aussprechen, die mir
das Studium überhaupt erst ermöglicht haben und mir immer zur Seite standen.
Durch Korrekturlesen und wertvolle Ratschläge trugen sie zum Gelingen dieser
Arbeit bei.
Dipl.-Ing. Per M. Kleinschmidt
III
Inhaltsverzeichnis
Danksagung ... I
Inhaltsverzeichnis... III
Abbildungsverzeichnis...VI
Tabellenverzeichnis...VIII
Abkürzungsverzeichnis ...XI
1 Aufgabenstellung und Vorgehensweise ... 1
2 Grundlagen... 3
2.1 Klimaveränderung und Klimaschutz ... 3
2.2 Fossiler Energieträger Öl ... 5
2.3 Regenerative Energien ... 8
2.4 Biokraftstoffe... 9
2.4.1 Biodiesel... 11
2.4.2 Pflanzenöl ... 14
2.4.3 Bioethanol ... 15
2.4.4 Biokraftstoffe der Zukunft - BtL... 22
2.4.5 Biokraftstoffe der Zukunft Biomethan ... 25
2.4.6 Perspektiven von Biokraftstoffen... 26
2.5 Nachwachsende Rohstoffe ... 30
2.6 Rahmenbedingungen... 36
2.6.1 Steuer- und Energiepolitik ... 36
2.6.2 Agrarpolitik ... 38
2.6.3 Förderung von Produktionsanlagen ... 39
2.7 Methoden der Wirtschaftlichkeitsrechnung ... 40
2.7.1 Statische Investitionsrechnung... 40
2.7.2 Dynamische Investitionsrechnung... 40
2.7.2.1 Kapitalwertmethode (Net Present Value)... 41
2.7.2.2 Interne-Zinsfuss-Methode... 42
2.7.2.3 Annuitätenmethode... 42
2.7.2.4 Dynamische Amortisationsrechnung ... 43
IV
3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtung... 45
3.1 Ablauf der Interviews ... 45
3.2 Analyse der Kapazitäten und Nachfrage bei Bioethanol ... 46
3.2.1 Produktionskapazitäten für Bioethanol in Deutschland ... 47
3.2.2 Prognose des Ottokraftstoffabsatzes in Deutschland... 49
3.2.3 Ermittlung des Absatzes für Bioethanol zur Beimischung in
Deutschland ... 52
3.2.4 Ermittlung des Bioethanolabsatzes durch E85 in Deutschland ... 56
3.2.4.1 Absatzentwicklung bei E85-Kraftstoff ... 58
3.2.4.2 Die Rolle des Staates bei der Entwicklung des E85-Absatzes .. 62
3.2.4.3 Tankstelleninfrastruktur ... 64
3.2.4.4 Bekanntheitsgrad von E85-Kraftstoff ... 65
3.2.4.5 Szenarios zur Untersuchung des E85-Kraftstoffpotenzials... 66
3.2.5 Ergebnisdarstellung der Marktanalyse für Deutschland ... 75
3.2.6 Der europäische Bioethanolmarkt ... 78
3.2.7 Der globale Bioethanolmarkt ... 82
3.3 Investitionsrechnung... 86
3.3.1 Modell einer Bioethanolanlage ... 86
3.3.2 Kosten der Bioethanolproduktion mit Rohstoff Weizen ... 89
3.3.2.1 Kosten für Rohstoffe, Lagerhaltung und Transport ... 89
3.3.2.2 Personalkosten ... 94
3.3.2.3 Versicherungs- und Instandhaltungskosten... 95
3.3.2.4 Energiekosten... 96
3.3.2.5 Kosten für Chemikalien, Wasser und Abwasser ... 98
3.3.2.6 Kosten für Abfallentsorgung und Pacht ... 100
3.3.3 Erlöse aus der Bioethanolproduktion mit Rohstoff Weizen... 101
3.3.4 Betrachtung der Wirtschaftlichkeit in Rechenszenarios... 102
3.3.4.1 Zugrunde liegende Annahmen für Rechenszenarios... 103
3.3.4.2 Szenario 1: Hoher Rohstoffpreis... 105
3.3.4.3 Szenario 2: Niedriger Rohstoffpreis ... 109
3.3.4.4 Szenario 3: Geringerer Fremdkapitalanteil ... 110
3.3.4.5 Szenario 4: Höherer Bioethanolabsatzpreis ... 111
V
4 Diskussion der Ergebnisse und Schlussfolgerungen... 112
A Literatur- und Quellenverzeichnis ... 117
A1 Literaturverzeichnis ... 117
A2 Internet Quellen... 119
A3 Mündliche Quellen... 120
B Anhang... 123
B1 Zusammenhang von CO
2
und Treibhauseffekt ... 123
B2 Statische Investitionsrechnung... 124
B2.1 Kostenvergleichsrechung... 124
B2.2 Gewinnvergleichsrechnung... 126
B2.3 Rentabilitätsvergleichsrechnung ... 128
B2.4 Amortisationsrechnung ... 129
B3 Marktanalyse Bioethanol ... 131
B3.1 Fragebogen Bioethanolproduktionskapazitäten... 131
B3.2 Bioethanolproduktionskapazitäten 2007 bis 2013... 132
B3.3 Berechnungen zur Ermittlung des Bioethanolabsatzes... 135
B3.4 Fragebogen und Auswertung für Verbraucheruntersuchung ... 137
B3.5 Fragebogen und Auswertungen für Untersuchungen bei FFV-
Händlern in Deutschland ... 140
B3.6 Tankstellennetz für E85-Kraftstoff in Deutschland ... 144
B3.7 Szenarios zur Untersuchung von E85-Kraftstoff ... 145
B4 Wirtschaftlichkeitsberechnungen für Szenarios... 146
VI
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 2.1: Die größten CO
2
-Emittenten der Welt ... 4
Abbildung 2.2: Erneuerbare Energiequellen... 9
Abbildung 2.3: CO2-Emittenten in Deutschland im Jahr 2003... 10
Abbildung 2.4: Globale Verwendung von Ethanol nach Industrien... 16
Abbildung 2.5: Bioethanolherstellungsprozess... 20
Abbildung 2.6: Vergleich der Jahreserträge von Biokraftstoffen pro ha... 24
Abbildung 2.7: Zukünftige Produktion von Bioethanol in Deutschland ... 29
Abbildung 3.1: Entwicklung der Bioethanolproduktionskapazitäten in
Deutschland... 49
Abbildung 3.2: Entwicklung des Otto- und Dieselkraftstoffabsatzes in
Deutschland... 50
Abbildung 3.3: Ermittlung des Ottokraftstoffverbrauches 2008 bis 2013 ... 52
Abbildung 3.4: Freie Produktionskapazitäten bei Eintritt von Szenario B1 ... 76
Abbildung 3.5: Freie Produktionskapazitäten bei Eintritt von Szenario B2 ... 76
Abbildung 3.6: Gegenüberstellung Bioethanolproduktionskapazitäten und
Nachfrage aus Szenarios B1 mit C1 bis C4 ... 78
Abbildung 3.7: Bioethanolproduktionskosten in Europa, Brasilien und den
USA ... 83
Abbildung 3.8: Modell der Bioethanolproduktion mit Output DDGS ... 88
Abbildung 3.9: Dynamische Amortisationszeit Szenario 4 ... 113
Abbildung 3.10: Dynamische Amortisationszeit Szenario 2 ... 114
Abbildung 3.11: Dynamische Amortisationszeit Szenario 3 ... 115
Abbildung B2.1: Kritische Auslastung in Abhängigkeit von der
Beschäftigung... 126
Abbildung B2.2: Break-Even-Point bei mehreren Investitionsalternativen... 128
Abbildung B3.1: Fragebogen für empirische Untersuchung zur Ermittlung
der Bioethanolproduktionskapazitäten... 131
Abbildung B3.2: Verbraucherbefragung zur Unterstützung der Marktanalyse
von E85-Kraftstoff... 137
Abbildung B3.3: Auswertung der Kundenbefragung... 139
Abbildung B3.4: Fragebogen zur FFV-Händlerbefragung ... 140
VII
Abbildung B3.5: Auswertung Händlerbefragung (1) ... 141
Abbildung B3.6: Auswertung Händlerbefragung (2) ... 142
Abbildung B3.7: Auswertung Händlerbefragung (3) ... 143
Abbildung B3.8: E85-Tankstellennetz in Deutschland... 144
Abbildung B3.9: Gegenüberstellung Bioethanolproduktionskapazitäten und
Nachfrage aus Szenarios B2 mit C1 bis C4... 145
VIII
Tabellenverzeichnis
Tabelle 2.1: Biokraftstoffe im Vergleich ... 25
Tabelle 2.2: Nachwachsende Rohstoffe zur Herstellung von Bioethanol im
Vergleich ... 32
Tabelle 2.3: Anbauflächen, Flächenerträge und Stärkeanteile von Getreide ... 33
Tabelle 2.4: Biokraftstoffgesamtquoten 2009 bis 2015... 37
Tabelle 2.5: Beimischungsquoten für Bioethanol 2007 bis 2015 ... 37
Tabelle 2.6: Mineralölsteuer für Biodiesel und Pflanzenöl 2007 bis 2012 ... 38
Tabelle 3.1: Ermittlung des voraussichtlichen Ottokraftstoffverbrauches 2007 51
Tabelle 3.2: Szenario B1 - Bioethanolbedarf durch Bioethanolbeimischung ... 55
Tabelle 3.3: Szenario B2 - Bioethanolbeimischung unter Berücksichtigung
bereits erzielter Quoten und Einhaltung der vorgeschriebenen
Bioethanolbeimischungsquote durch das BioKraftQuG... 56
Tabelle 3.4: Ermittlung des FFV-Potenzials und E85-Bedarfs für 2007 und
2008 ... 67
Tabelle 3.5: Szenario C1 - FFV-Potenzial und E85-Bedarf 2007 bis 2013... 69
Tabelle 3.6: Szenario C2 - FFV-Potenzial und E85-Bedarf 2007 bis 2013... 71
Tabelle 3.7: Szenario C3 - FFV-Potenzial und E85-Bedarf 2007 bis 2013... 73
Tabelle 3.8: Szenario C4 - FFV-Potenzial und E85-Bedarf 2007 bis 2013... 74
Tabelle 3.9: Szenario D1 - Mögliche Entwicklung des Bioethanolbedarfs
in den EU-25 Ländern ... 79
Tabelle 3.10: Szenario D2 und D3 - Bioethanolbedarf in den EU-25 ... 81
Tabelle 3.11: Rohstoffkosten im Vergleich ... 90
Tabelle 3.12: Lagerkosten für Rohstoffe ... 92
Tabelle 3.13: Transportkosten je t Rohstoff... 92
Tabelle 3.14: Transportkosten für Rohstoffbeschaffung in EUR je t
Bioethanol ... 93
Tabelle 3.15: Ermittlung der Rohstoff Gesamtkosten ... 94
Tabelle 3.16: Ermittlung der Personalkosten... 95
Tabelle 3.17: Ermittlung der Energiekosten ... 98
Tabelle 3.18: Ermittlung der Wasser- und Abwasserkosten... 100
IX
Tabelle 3.19: Zugrunde liegende Annahmen des Rechenmodells ... 105
Tabelle 3.20: Cash Flow Rechnung Szenario 1 ... 107
Tabelle 3.21: Dynamische Investitionsrechnung Szenario 1 ... 108
Tabelle B3.1: Kapazitäten für Bioethanolanlagen Produktionsstart bis
2007 ... 132
Tabelle B3.2: Kapazitäten für Bioethanolanlagen Produktionsstart 2008... 133
Tabelle B3.3: Kapazitäten für Bioethanolanlagen Produktionsstart ab
2009 ... 134
Tabelle B3.4: Entwicklung der Bioethanolproduktionskapazitäten bis 2013... 135
Tabelle B3.5: Mögliche Entwicklung der Kraftstoffpreise bis 2013 ... 135
Tabelle B3.6: Berechnung zur Ermittlung des Ottokraftstoffverbrauches bis
2013 ... 136
Tabelle B3.7: Angaben zu den befragten Personen... 138
Tabelle B3.8: Mineralölsteuerausfall 2007-2013 für Szenario C1... 145
Tabelle B4.1: Zugrunde liegende Daten für Berechnungen in Szenario 1... 146
Tabelle B4.2: Ermittlung der linearen Abschreibungen Szenario 1 ... 147
Tabelle B4.3: Ermittlung der Zinsaufwendungen und erträge Szenario 1 ... 148
Tabelle B4.4: Gewinn- und Verlustrechnung Szenario 1... 149
Tabelle B4.5: Zugrunde liegende Daten für Berechnungen in Szenario 2... 150
Tabelle B4.6: Ermittlung der linearen Abschreibungen Szenario 2 ... 151
Tabelle B4.7: Ermittlung der Zinsaufwendungen und erträge Szenario 2 ... 152
Tabelle B4.8: Gewinn- und Verlustrechnung Szenario 2... 153
Tabelle B4.9: Cash Flow Berechnung Szenario 2 ... 154
Tabelle B4.10: Dynamische Investitionsrechnung Szenario 2... 155
Tabelle B4.11: Zugrunde liegende Daten für Berechnungen in Szenario 3... 156
Tabelle B4.12: Ermittlung der linearen Abschreibungen Szenario 3 ... 157
Tabelle B4.13: Ermittlung der Zinsaufwendungen und erträge Szenario 3 .. 158
Tabelle B4.14: Gewinn- und Verlustrechnung Szenario 3... 159
Tabelle B4.15: Cash Flow Berechnung Szenario 3 ... 160
Tabelle B4.16: Dynamische Investitionsrechnung Szenario 3... 161
Tabelle B4.17: Zugrunde liegende Daten für Berechnungen in Szenario 4... 162
Tabelle B4.18: Ermittlung der linearen Abschreibungen Szenario 4 ... 163
X
Tabelle B4.19: Ermittlung der Zinsaufwendungen und erträge Szenario 4 .. 164
Tabelle B4.20: Gewinn- und Verlustrechnung Szenario 4 Rechnung... 165
Tabelle B4.21: Cash Flow Berechnung Szenario 4 ... 166
Tabelle B4.22: Dynamische Investitionsrechnung Szenario 4... 167
XI
Abkürzungsverzeichnis
Abb.
Abbildung
Abs.
Absatz
AG
Aktiengesellschaft
Anm. d. Verf.
Anmerkung des Verfassers
Art.
Artikel
Aufl.
Auflage
B
Benzin
BBodSchG
Bundes-Bodenschutzgesetz
BioKraftQuG
Biokraftstoffquotengesetz
BtL
Biomass-to-liquid
bzgl.
bezüglich
bzw.
beziehungsweise
ca.
circa
ct
cent
Co. KG
Compagnie Kommanditgesellschaft
CO
2
Kohlenstoffdioxid
DDGS
Dried
Distillers
Grains
with
Solubles
DIN
Deutsches
Institut
für
Normung
DK
Dieselkraftstoff
EG
Europäische
Gemeinschaft
EJ
Exa-Joule
EN
Europäische
Norm
ETBE
Ethyl-Tertiär-Buthyl-Ether
EtOH
Bioethanol
EU
Europäische
Union
EU-25
25
Beitrittsstaaten
der
europäischen
Union
EUR
Euro
e.V.
Eingetragener
Verein
f.
folgende
ff.
fortfolgende
XII
FAME
Fattay
Acid
Methyl
Ester
FCKW
Fluorchlorkohlenwasserstoffe
FFV
Flexible-Fuel-Vehicles
GmbH
Gesellschaft
mit
beschränkter
Haftung
GJ
Giga-Joule
GUS
Gemeinschaft
unabhängiger
Staaten
H
2
S
Schwefelwasserstoff
ha
Hektar
Hrsg.
Herausgeber
IEA
Internationalen
Energie
Agentur
Kap.
Kapitel
kg
Kilogramm
KG
Kommandit
Gesellschaft
km
Kilometer
kWh
Kilowattstunde
l
Liter
IEA
International
Energy
Agency
IHK
Deutscher
Industrie-
und
Handelskammertag
e.V.
eingetragener
Verein
LfL
Landesanstalt
für
Landwirtschaft
Bayern
Lkw
Lastkraftwagen
m
2
Quadratmeter
m
3
Kubikmeter
Mio.
Million
MJ
Mega-Joule
Mrd.
Milliarde
MTBE
Methyl-t-Butyl-Ether
MWh
Megawattstunde
Nr.
Nummer
OPEC
Organization
of
Petroleum
Exporting
Countries
Pkw
Personenkraftwagen
S.
Seite
XIII
SKE
Steinkohle-Einheit
Stck
Stück
t Tonne
Tab.
Tabelle
TS
Trockensubstanz
u.A.
unter
Anderem
URL
Uniform
Resource
Locator
USA
Vereinigte
Staaten
von
Amerika
v.a.
vor allem
Vgl.
Vergleich
Vol.
Volumen
WTO
World
Trade
Organisation
z.B.
zum
Beispiel
ZG
Zentrale
Genossenschaft
ZMP
Zentrale
Markt-
und
Preisberichtsstelle
GmbH
zzgl.
zuzüglich
1
1 Aufgabenstellung und Vorgehensweise
Aufgabenstellung
Die Diskussion über Klimaschutz und die Forderung nach verstärktem Einsatz
erneuerbarer Energien hat in den letzten Jahren zunehmend an ökonomischer
und ökologischer Bedeutung gewonnen.
Beschränkte Verfügbarkeit fossiler
Energieträger, Klimaveränderung und die daraus resultierenden Folgen für
Mensch und Natur erfordern die Erzeugung von umweltfreundlicheren bzw.
emissionsärmeren
Energien und Kraftstoffen aus neuen Rohstoffen.
Neben der umweltfreundlicheren Produktion von Wärme und Strom stehen
emissionsarme, alternative Kraftstoffe für Automobile im Mittelpunkt. Nach der
positiven Entwicklung bei Biodiesel in den letzten Jahren gewinnt der Biokraft-
stoff Bioethanol immer mehr an Bedeutung. Durch das Biokraftstoffquotenge-
setz (BioKraftQuG) beträgt die Beimischungsquote für Boethanol zu Otto-
Kraftstoffen in Deutschland bereits heute 1,2 Prozent. Bis zum Jahr 2010 soll
die Quote auf mindestens 3,6 Prozent erhöht werden. Als Folge daraus wird der
Bedarf an Bioethanol durch die geänderten Marktbedingungen steigen. Der Bau
neuer Anlagen zur Produktion von Bioethanol wird in der Zukunft nötig sein. Die
Investitionsentscheidung für eine neue Anlage bedarf der Analyse des Marktes
und der zukünftigen Marktbedingungen.
Der Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Diplomarbeit ist die Durchfüh-
rung einer Investitionsrechnung zur Ermittlung der Rentabilität einer Bioetha-
nolanlage mittlerer Größe. Methodisch wird dafür die aktuelle Marktsituation
analysiert und Prognosen für zukünftige Veränderungen abgegeben. Zur Ent-
scheidungsfindung bzgl. der Investition werden die möglichen Erträge den
anfallenden Investitionskosten gegenübergestellt. Chancen und Risiken der
Anlage werden nach einer detaillierten Untersuchung des Marktes unter Be-
rücksichtigung der Umweltfaktoren beurteilt.
2
Vorgehensweise
Grundlage für die Erstellung der Diplomarbeit war eine intensive Einarbeitung in
die Thematik der regenerativen Energien und die Aufarbeitung der Methoden
der Wirtschaftlichkeitsrechnung. Dazu wurde eine ausgiebige Recherche in der
Literatur und im Internet betrieben. Durch die Erstellung einer Quellendaten-
bank wurde die Vielzahl von Quellen nach Themen und Schlüsselwörtern ge-
gliedert und für den weiteren Verlauf der Arbeit übersichtlich strukturiert.
Danach wurden durch zahlreiche Interviews mit Herrn Dipl.-Ing. Per M. Klein-
schmidt, Anlagenbetreibern, Anlagenbauern, Verbänden, Ministerien und weite-
ren Experten Informationen zur Thematik beschafft. Dabei wurden mir aktuelle
Zahlen und Fakten über Probleme im bestehenden Bioethanolmarkt und bei der
Bioethanolproduktion vermittelt.
Die Auswertungen der Interviews, sowie eine umfangreiche Literaturrecherche
bildeten die Basis für die Erstellung unterschiedlicher Szenarios der Bioetha-
nolmarktentwicklung. Die Ergebnisse aus den Szenarios und die Ermittlung der
Investitionskosten zur Durchführung einer Rentabilitätsrechnung ermöglichten
schließlich eine Aussage zur Wirtschaftlichkeit einer Bioethanolanlage unter
Berücksichtigung der nicht-monetären Einflussfaktoren.
3
2 Grundlagen
2.1 Klimaveränderung und Klimaschutz
Das folgende Kapitel gibt einen kurzen Überblick über die Entwicklungen bzgl.
Klimaveränderung und Klimaschutz. Das Treibhausgas Kohlenstoffdioxid (CO
2
)
wird in diesem Zusammenhang näher betrachtet.
Durch die Entwicklung der Industrialisierung und der Weltbevölkerung ist die
Nachfrage nach Rohstoffen und Energie in den letzten 200 Jahren immer stär-
ker angestiegen. Besonders nahm der Bedarf nach fossilen Energieträgern
1
stark zu. Neben steigendem Wohlstand für den Menschen entstanden weltweite
energiebedingte Umweltprobleme. Zum einen beeinträchtigen Schwefel und
Stickoxide, flüchtige Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid Luft, Wasser und
Böden. Zum anderen kann die hohe Emission von Kohlenstoffdioxid (CO
2
),
entstehend durch die Nutzung fossiler Energieträger, zur Veränderung des
Weltklimas beitragen.
2
Die ersten Anzeichen einer nahenden Klimaveränderung, ausgelöst durch den
Treibhauseffekt (vgl. Anhang Kap. B1) auf der Erde sind bereits erkennbar.
Stärkere Niederschläge in den Regionen Kanada und Nordeuropa, sinkende
Niederschläge in Regionen Afrikas, häufigere Wirbelstürme, steigende Meeres-
temperaturen, verschwindende Gebirgsgletscher und schmelzendes Eis in der
Arktis und Grönland sind nur einige Beispiele.
3
Die Kosten für entstehende
Klimaschäden weltweit betragen laut des Stern Review Report on the Econo-
mics of Climate Change derzeit jährlich etwa 200 Mrd. amerikanische Dollar.
4
1
Anm.d.Verf.: Fossile Energieträger sind Kohle, Erdöl und Erdgas. Bei Ihrer Verbrennung
wird u.A. CO
2
freigesetzt.
2
Vgl. Heinloth, Klaus: Die Energiefrage Bedarf und Potenziale, Nutzung, Risiken und
Kosten, 2. Aufl., Braunschweig/Wiesbaden 2003, S. 198.
3
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 94.
4
Vgl. Stern, Nicholas: Stern Review Report on the Economics of Climate Change, Cam-
bridge 2007, S. 131; Anm.d.Verf.: Diese Zahl kann sich jährlich ändern.
4
Die Mehrheit der Klimaforscher ist sich einig, dass ein Zusammenhang zwi-
schen globaler Klimaveränderung und zunehmenden Treibhausgasen, ins
Besondere CO
2
in der Atmosphäre besteht. Seit Beginn des Industriezeitalters
im neunzehnten Jahrhundert ist der CO
2
-Gehalt in der Atmosphäre um ca. 30
Prozent angestiegen.
5
Nach Angaben der Internationalen Energie Agentur (IEA)
ist die CO
2
-Emission weltweit seit 1973 von jährlich 15,7 Mrd. t auf 26,6 Mrd. t
im Jahr 2004 angestiegen. Die Vereinigten Staaten von Amerika (USA) und
China verursachen ca. 40 Prozent der weltweiten CO
2
-Emissionen (dargestellt
in Abb. 2.1).
Abbildung 2.1: Die größten CO
2
-Emittenten der Welt
Länder mit den höchsten Kohlenstoffdioxid-Emissionen
in Millionen Tonnen und in Prozent an der Gesamtemission
462
462
537
551
849
1103
1215
1529
4732
5780
1,74%
1,74%
2,02%
2,07%
3,19%
4,15%
4,57%
5,75%
17,80%
21,74%
Südkorea
Italien
Großbritannien
Kanada
Deutschland
Indien
Japan
Russland
China
USA
Quelle: Internationale Energie Agentur (IEA): Statistics. 21.2.2007. Online im Internet: URL:
http://www.iea.org/Textbase/stats/index.asp [21.2.2007]
Um eine weltweite Reduktion der Treibhausgase zu erreichen und damit dem
drohenden Klimawandel entgegenzuwirken, trafen die industrialisierten Staaten
in Kyoto (Japan) 1992 ein Übereinkommen über die Reduktion der Treibhaus-
5
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 94.
5
gas-Emissionen. 1997 hielten die Unterzeichner der Klimakonvention eine
Konferenz ab und beschlossen in einem Abkommen die Emissionen von Treib-
hausgasen bis 2012 gegenüber 1990 um durchschnittlich 5 Prozent zu reduzie-
ren. Deutschland muss nach dem Abkommen bis 2013 mindestens 8 Prozent
seiner Treibhausgas-Emissionen reduzieren.
6
Darüber hinaus haben die Mitgliedsstaaten der europäischen Union Im Rahmen
des dritten Energiegipfels im März 2007 beschlossen bis zum Jahr 2020 die
Treibhausgasemissionen gegenüber 1990 um mindestens 20 Prozent zu sen-
ken. Der Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch soll bis 2020
um etwa 20 Prozent erhöht werden.
7
Ein wesentlicher Beitrag zur Reduzierung von CO
2
-Emissionen kann u.A. durch
die Entwicklung, Bereitstellung und Nutzung nicht fossiler Energien erfolgen.
Neben der Kernenergie sind dies regenerative Energien.
8
Regenerative Ener-
gien (vgl. Kap. 2.3) ermöglichen emissionsarme Energieversorgung.
2.2 Fossiler Energieträger Öl
Mitte des 19. Jahrhunderts wurde die erste kommerzielle Ölquelle durch Boh-
rungen in Pennsylvania, USA erschlossen. Daraufhin wurde Mineralöl in größe-
ren Mengen als Schmiermittel und als Lampenbrennstoff genutzt.
9
Mit der
Entwicklung des Verbrennungsmotors
durch den deutschen Ingenieur Nikolaus
6
Vgl. Bundesministerium Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Kyoto-Protokoll. 1.4.
2002. Online im Internet: URL: http://www.bmu.de/klimaschutz/internationale_ klimapoli-
tik/kyoto_protokoll/doc/5802.php [11.7.2007].
7
Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit: Ergebnisse des
dritten Energiegipfels. 3.7.2007. Online im Internet: URL: http://www.bundesregierung.de/
Content/DE/ Artikel/2007/07/ Anlage/ 2007-07-03-
ergebnispapier,property=publicationFile.pdf [21.7.2007].
8
Vgl. Heinloth, Klaus: Die Energiefrage Bedarf und Potenziale, Nutzung, Risiken und
Kosten, 2. Aufl., Braunschweig/Wiesbaden 2003, S. 219f.
9
Vgl. Heinberg, Richard: The Party`s Over, 1. Aufl., München 2004, S. 100.
6
Otto in den 1870er Jahren entstand für Öl eine neue Form der Nutzung als
Treibstoff.
10
Heute leistet Erdöl einen Anteil von ca. 37 Prozent des globalen Energie-
verbrauchs. Es wird zur Produktion von Wärme, Strom modernen Chemiepro-
dukten und Treibstoffen eingesetzt. Öl wird zu ca. 70 Prozent im Verkehr zu
Lande, zu Wasser und in der Luft verbraucht. Aufgrund des hohen Verbrauchs
stellt sich deshalb die Frage nach den Ölreserven.
11
Grundsätzlich wird differenziert zwischen Reserven und Ressourcen. Reserven
sind bekannte Erdöl-Vorräte, die durch Bohrungen bestätigt und mit heutiger
Technik wirtschaftlich sicher gewinnbar sind. Ressourcen sind Erdöl-Vorräte,
die mit heutigen technischen Mitteln noch nicht gefördert werden können oder
wirtschaftlich nicht ertragreich sind. Damit können auch rein spekulative Erdöl-
vorkommnisse gemeint sein.
12
Derzeit werden weltweit jährlich ca. 4 Mrd. t konventionelles Erdöl gefördert.
Der weltweite Verbrauch entspricht etwa der Fördermenge.
13
Etwa ein drittel
der gesamten Fördermenge wird ,,Offshore" über Förderanlagen im Meer ge-
wonnen.
14
Im Jahr 2004 wurden in den EU-25 (25 Beitrittsstaaten der EU) ca.
648 Mio. t Rohöl verbraucht. In Deutschland waren es etwa 112 Mio. t
.
15
10
Vgl. Heinberg, Richard: The Party`s Over, 1. Aufl., München 2004, S. 103.
11
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 64.
12
Vgl. Rebhan, Eckhard: Energie Handbuch - Gewinnung, Wandlung und Nutzung von
Energie, 1. Aufl., Berlin 2002, S. 47.
13
Vgl. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.): Reserven, Ressourcen
und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2005 Kurzstudie, Aufl. Februar 2007. Hannover
2007, S.12; Anm.d.Verf.: Einheit EJ wurde in t umgerechnet.
14
Vgl. Heinloth, Klaus: Die Energiefrage Bedarf und Potenziale, Nutzung, Risiken und
Kosten, 2. Aufl., Braunschweig/Wiesbaden 2003, S. 150.
15
Vgl. Eurostat: Nettoeinfuhren von Rohöl und Erdölerzeugnissen 23.2.2007, Online im
Internet:
URL:
http://epp.eurostat.ec.europa.eu/portal/page?_pageid=1090,30070682,1090
33076576&_dad=portal&_schema=PORTAL [23.2.2007].
7
Nach Angaben der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe wer-
den ungefähr 75 Prozent des konventionellen Erdöls in Staaten des nahen
Ostens, den GUS (Gemeinschaft unabhängiger Staaten), Afrikas und in Nord-
amerika gefördert. 42 Prozent des konventionellen Erdöls
16
werden durch die
Organisation Erdöl exportierender Länder (OPEC) gefördert.
17
Die OPEC Staa-
ten verfügen über fast 80 Prozent der globalen Ölvorräte. Westeuropa verfügt
über ca. 2 Prozent der globalen Weltvorräte, Russland über 6 Prozent. Weitere
Vorkommen gibt es in Nord- und Südamerika und einigen Republiken der
GUS.
18
Die konventionellen Welt-Erdölreserven, betrugen im Jahr 2005 ca. 162 Mrd t,
die Ressourcen etwa 82 Mrd t.
19
Nach Division der Welt-Erölreserven durch die
jährliche Förderung konventionellen Erdöls ergeben sich bei gleich bleibendem
Erdölverbrauch Reserven für mindestens 40 Jahre. Die steigende Nachfrage
nach Erdöl durch Länder, wie China und Indien wird den Abbau der Reserven
jedoch beschleunigen.
20
Für die Zukunft wird ein jährlicher Anstieg des Erdöl-
bedarfs um mindestens 1,4 Prozent prognostiziert.
21
Geologen gehen davon
aus, dass bereits 90 Prozent aller Öllagerstätten gefunden sind.
Ölförderung wird zukünftig aufwendiger und kostenintensiver
werden. Aufwen-
dige ,,Offshore" Förderung spielt für die Öl-Firmen eine immer größere Rolle.
22
16
Vgl. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.) : Reserven, Ressourcen
und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2005 Kurzstudie, Aufl. Februar 2007. Hannover
2007, S. 12.
17
Anm.d.Verf.: OPEC = Organisation of Petroleum Exporting Countries = Organisation Erdöl
exportierender Länder. Mitglieder sind Saudi-Arabien, die Vereinigten Emirate, Iran, Irak,
Kuweit, Venezuela, Libyen, Algerien, Nigeria und Indonesien.
18
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 64.
19
Vgl. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.): Reserven, Ressourcen
und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2005, Hannover 2007, S. 7.
20
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 69.
21
Vgl. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.): Reserven, Ressourcen
und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2005 Kurzstudie, Aufl. Februar 2007. Hannover
2007, S. 2.
22
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 68f.
8
Neben modernen Produktionsmethoden bei der konventionellen Erdölförderung
werden durch steigende Ölpreise aufgrund von Verknappung neue, teure Ver-
fahren der Gewinnung von nicht-konventionellem Erdöl rentabel. Die Gewin-
nung von nicht-konventionellem Erdöl aus Ölsanden und Ölschiefer wird bereits
von Öl-Firmen vorangetrieben. Als Beispiel sind die Öl-Konzerne Shell und
ExxonMobil zu nennen, die in Kanada in die Ölgewinnung aus Ölsanden inves-
tieren.
23
Die Reserven an nicht-konventionellem Erdöl betragen ca. 41 Prozent
der Reserven an konventionellem Erdöl.
24
2.3 Regenerative Energien
Regenerative Energien erschließen sich Primärenergiequellen aus den natürli-
chen Systemen der Sonne, des Mondes und Erde. Durch die freiwerdende
Energie der Sonnen- bzw. Solarstrahlung, die Planetengravitation und
bewegung, sowie die in der Erde gespeicherte bzw. freigesetzte Wärme wer-
den Energieströme hervorgerufen. Auf der Basis von Energieströmen kann
durch diese Energiespender End- bzw. Nutzenergie bereitgestellt
werden. Es
wird hierbei auch von Sekundärenergie gesprochen. Dabei entsteht ein umfang-
reiches Angebot zur Energiegewinnung, welches
in Abbildung 2.2 dargestellt
ist. Sekundärenergie umfasst Wärme, Strom und Brennstoff bzw. Kraftstoffe.
25
Regenerative Energien stellen die einzige verlässliche Möglichkeit dar, nachhal-
tig und emissionsarm die Energieversorgung der Erde zu gewährleisten, wie
den Ausführungen des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reak-
torsicherheit zu entnehmen ist.
26
Global gesehen könnte durch technisch nutz-
23
Vgl. Petermann, Jürgen: Sichere Energie im 21. Jahrhundert, 1. Aufl., Hamburg 2006,
S. 72.
24
Vgl. Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (Hrsg.): Reserven, Ressourcen
und Verfügbarkeit von Energierohstoffen 2005 Kurzstudie, Aufl. Febr. 2007. Hannover
2007, S. 16.
25
Vgl. Kaltschmitt, Martin: Erneuerbare Energien - Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Um-
weltaspekte, 4. Aufl., Heidelberg 2006, S. 11.
26
Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Erneuer-
bare Energien Innovationen für die Zukunft, 6. Aufl., Berlin 2006, S. 18.
9
bare regenerative Energien bereits heute ungefähr das 6fache des Gesamt-
energieverbrauchs gedeckt werden.
27
Für energie- bzw. rohstoffabhängige Staaten wie Deutschland bedeuten rege-
nerative Energien mehr Unabhängigkeit von fossilen und knappen Energieträ-
gern wie Erdöl oder Erdgas.
28
Abbildung 2.2: Erneuerbare Energiequellen
Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU): Erneuerbare
Energien Innovationen für die Zukunft, Berlin 2006, S. 18
2.4 Biokraftstoffe
Biokraftstoffe sind erneuerbare Energieträger, die aus Biomasse (vgl. Kap. 2.5)
gewonnen werden. Die Ausgangsstoffe für Biokraftstoffe sind so genannte
nachwachsende Rohstoffe. Diese können annähernd überall angebaut werden.
27
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe was bewegt das Auto von mor-
gen?, Köln 2006, S. 16.
28
Vgl. Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft (Hrsg.):
Biokraftstoffe Strategie für Mobilität von morgen, Referat 535, Berlin 2005, S. 7.
10
Importabhängigkeiten von Lieferanten fossiler Energieträger werden dadurch
verringert.
29
Neben technischen Veränderungen an Kraftfahrzeugen zur Redu-
zierung des Kraftstoffverbrauchs sind Biokraftstoffe die einzige Option, fossile
Rohstoffe als Energieträger im Verkehr zu ersetzen und den Ausstoß von
Treibhausgasen insbesondere CO
2
zu reduzieren.
30
Wie Abbildung 2.3 zeigt
beträgt in Deutschland der Anteil von CO
2
-Emissionen durch Kraftfahrzeuge
etwa 20 Prozent und stellt somit ein großes CO
2
-Reduktionspotenzial dar.
Abbildung 2.3: CO2-Emittenten in Deutschland im Jahr 2003
Industrie-
prozesse
3%
Verarbeitendes
Gewerbe
15%
Verkehr
20%
Haushalte
und Klein-
verbraucher
21%
Energie-
wirtschaft
41%
Quelle: Umweltbundesamt : Klimaänderung. 26.10.2005. Online im Internet: URL:
http://www.env-it.de/umweltdaten/public/theme.do?nodeIdent=2842 [20.3.2007]
Biokraftstoffe setzen bei Ihrer Verbrennung nur soviel CO
2
frei, wie die Pflanze
aus welcher der Biokraftstoff hergestellt wird während ihres Wachstums auf-
nimmt.
Somit sind Biokraftstoffe CO
2
neutral.
Die CO
2
-Bilanz von Biokraftstoffen
fällt somit im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen vorteilhafter aus, da lediglich
Faktoren wie Produktion, Transport usw. von Rohstoffen bzw. Biokraftstoffen
als CO
2
Verursacher eine Rolle spielen.
29
Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Erneuer-
bare Energien Innovationen für die Zukunft, 6. Aufl., Berlin 2006, S. 104.
30
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (Hrsg.): Biokraftstoffe eine verglei-
chende Analyse, Berlin 2006, S. 9.
11
Den Biokraftstoffen gehören eine Reihe flüssiger und gasförmiger Bioenergie-
träger an.
31
Im Folgenden werden einige ausgewählte Biokraftstoffe näher
beschrieben. Neben diesen gibt es noch weitere durchaus zukunftsträchtige
biogene Kraftstoffe. Um den Rahmen dieser Arbeit nicht zu sprengen, werden
lediglich die derzeit aussichtsreichsten Kraftstoffe näher beschrieben.
2.4.1 Biodiesel
Biodiesel bzw. Fattay Acid Methyl Ester (FAME) gehört der ersten Generation
Biokraftstoffe
32
an. Biodiesel wird als Kraftstoff-Ersatz für Dieselfahrzeuge
genutzt. Biodiesel ist in Deutschland derzeit der bekannteste und am Weitesten
verbreitete alternative Kraftstoff.
33
Sein Anteil beträgt im Jahr 2005 ungefähr 83
Prozent der gesamten Biokraftstoffe in Deutschland.
34
Das Ausgangsprodukt für Biodiesel in Deutschland ist in der Regel Rapsöl aus
dem durch eine chemische Aufbereitung das Endprodukt Rapsmethylester
hergestellt wird.
35
Für die Aufbereitung, die so genannte Umesterung
36
ist ca.
10 Prozent Methanol notwendig.
37
Für die Biodieselproduktion können außer-
dem weitere so genannte nicht trocknende Pflanzenöle wie Sonnenblumen-,
Soja-, Palm- und Jatrophaöl
sowie die Ausgangsstoffe Altspeise- und Tierfette
verwendet werden. Der Biodiesel-Jahresertrag in Deutschland liegt bei ca.
31
Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Erneuer-
bare Energien Innovationen für die Zukunft, 6. Aufl., Berlin 2006, S. 104.
32
Anm.d.Verf.: Unter Biokraftstoffen der ersten Generation sind die derzeit auf dem Markt
vorhandenen und eingesetzten Biokraftstoffe zu verstehen. Bisher werden nur Teile von
Pflanzen zur Kraftstoffgewinnung genutzt.
33
Vgl. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.): Erneuer-
bare Energien Innovationen für die Zukunft, 6. Aufl., Berlin 2006, S. 105.
34
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biokraftstoffe. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biokraftstoffe.817.0.html [21.2.2007].
35
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biodiesel. 21.2.2007. Online im Internet:
URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biodiesel.831.0.html [21.2.2007].
36
Anm.d.Verf.: Durch Umesterung soll die Viskosität von etwa 60 auf 4mm2/sek verringert
werden. Quelle: Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe
mit neuer Energie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 60.
37
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Biokraftstoffe - eine verglei-
chende Analyse, Berlin 2006, S. 11.
12
1.550 l/ha. Dies entspricht einem Energiegehalt von 50.608 MJ/ha (vgl. Abb.
2.6).
Durch einen Liter Biodiesel können ungefähr 0,91 Liter herkömmlicher Diesel-
kraftstoff ersetzt werden. Somit besitzt Biodiesel einen ungefähr 10 Prozent
geringeren Energieanteil pro Liter wie herkömmlicher Dieselkraftstoff. Der Bio-
diesel Jahresertrag pro ha entspricht damit 1410 l Diesel.
38
Im Vergleich der CO
2
-Bilanz von herkömmlichem Diesel und Biodiesel wird
deutlich, dass trotz des Mehrverbrauchs durch den Einsatz von Biodiesel auf-
grund seiner CO
2
-Neutralität der CO
2
-Ausstoß um ca. 70 Prozent gegenüber
herkömmlichem Dieselkraftstoff reduziert wird.
39
Weiterhin liegen bei Biodiesel
beispielsweise Rußpartikel-Emissionen ca. 30 Prozent und Kohlenwasserstoff-
Emissionen etwa 90 Prozent unter den Emissions-Werten von herkömmlichem
Diesel.
40
Bei der Verbrennung von Biodiesel wird im Vergleich zu fossilem
Diesel kein Schwefel freigesetzt. Biodiesel enthält kein Benzol, keine anderen
Aromaten und ist biologisch abbaubar.
41
Biodiesel kann in Reinform in speziell dafür ausgelegten Motoren genutzt wer-
den. Für Standard Dieselmotoren ist ein Biodieselanteil von 5 Prozent im Die-
selkraftstoff ohne Anpassung möglich.
42
Seit dem 1. Januar 2004 ist dieser
Beimischungsanteil durch die Kraftstoffindustrie auch gesetzlich zulässig.
43
Mit
in Kraft treten des BioKraftQuG am 1. Januar 2007 sind durch den Gesetzgeber
mindestens 4,4 Prozent Beimischungsquote für Biodiesel zu herkömmlichem
38
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biodiesel. 21.2.2007. Online im Internet:
URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biodiesel.831.0.html [21.2.2007].
39
Vgl. Bundesanstalt für Landtechnik: Ökobilanz Biodiesel (Studie), Wieselburg 1999, S. 17.
40
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 58.
41
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe was bewegt das Auto von mor-
gen?, Köln 2006, S. 48.
42
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biodiesel. 21.2.2007. Online im Internet:
URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biodiesel.831.0.html [21.2.2007].
43
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe was bewegt das Auto von mor-
gen?, Köln 2006, S. 49.
13
Diesel vorgeschrieben. Eine weitere gesetzliche Erhöhung der Quote in der
Zukunft ist zu erwarten.
44
Nach Angaben des Verbandes Deutscher Biodieselhersteller e.V. hat sich der
Biodiesel-Absatz in Deutschland im Jahr 2004 von ca. 1,18 Mio. t auf 1,98 Mio.
t im Folgejahr 2005 erhöht.
45
Im Jahr 2005 beträgt der Biodieselanteil bereits
über 3 Prozent des Primärkraftstoffverbrauchs in Deutschland.
46
Durch das
BioKraftQuG wird sich im Jahr 2007 das benötigte Biodiesel-Gesamtvolumen
und somit der Biodiesel-Absatz noch weiter erhöhen.
.
Die positive Entwicklung bei Biodiesel ist u.A. auf den niedrigen Preis zurückzu-
führen. Durch die Steuerbefreiung von Biodiesel in Reinform bis August 2006
47
lag der Preis pro Liter zwischen 0,75 bis 0,95 EUR/l im gleichen Jahr und somit
unter dem Preis von herkömmlichem Dieselkraftstoff.
48
Seit August 2006 wird
Biodiesel mit 9 ct/l besteuert. Ab dem Jahr 2008 wird die Steuer jährlich weiter
angehoben. Biodiesel welches innerhalb der Quote beigemischt wird unterliegt
dem Regelsteuersatz von herkömmlichem Kraftstoff (vgl. Tab. 2.6).
49
Ein weiterer Grund für die positive Absatz-Entwicklung von Biodiesel stellt die
ausgeprägte Infrastruktur mit mehr als 1.900 Tankstellen bundesweit für die
Versorgung von Biodiesel dar.
50
44
Vgl. Bundesgesetzblatt Jahrgang 2006 Teil I Nr. 62, Art. 3 § 30 Abs. 3 Satz 1 BioKraft-
QuoG.
45
Vgl. Verband Deutscher Biodieselhersteller e.V.: Absatz und Distribution. 14.12.2006.
Online im Internet: URL: http://www.biokraftstoffverband.de/vdb/biodiesel/marktdaten.html
[27.3.2007].
46
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biokraftstoffe. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biokraftstoffe.817.0.html [21.2.2007].
47
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Besteuerung von Biokraftstoffen.
21.2.2007. Online im Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/ Rahmenbedingun-
gen.762.0.html [21.2.2007].
48
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biodiesel. 21.2.2007. Online im Internet:
URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biodiesel.831.0.html [21.2.2007].
49
Vgl. Bundesgesetzblatt Jahrgang 2006 Teil 1 Nr. 62, Art. 1 § 57 Abs. 5 Nr. 2a BioKraft-
QuoG.
50
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biodiesel Tankstellen. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Verbreitung_Tankstell.848.0.html
[21.2.2007].
14
2.4.2 Pflanzenöl
Pflanzenöl ist wie Biodiesel der ersten Generation Biokraftstoffe zuzuordnen. Es
kann als Kraftstoff-Ersatz für Dieselfahrzeuge eingesetzt werden und kann
Dieselkraftstoff beigemischt werden.
51
Bei Pflanzenöl handelt es sich um Öl aus Raps oder ähnlichen nicht
trocknen-
den Pflanzenölen wie beispielsweise Sonnenblumenöl.
52
Der Pflanzenöl-
Jahresertrag liegt bei ca. 1.480 l/ha. Dies entspricht einem Jahresenergieertrag
von 50.738 MJ/ha (vgl. Abb. 2.6). Durch einen Liter Rapsöl können 0,96 Liter
herkömmlicher Dieselkraftstoff ersetzt werden. Der Pflanzenöl Jahresertrag pro
ha entspricht damit 1420 l Diesel. Der Energieanteil von Rapsöl entspricht somit
annähernd dem von herkömmlichem Dieselkraftstoff. Die CO
2
-Minderung durch
Pflanzenöl liegt bei etwa 80 Prozent gegenüber herkömmlichem Dieselkraftstoff
und weißt somit eine bessere CO
2
-Bilanz als Biodiesel auf.
53
Bei der Verbren-
nung von Pflanzenöl wird kein Schwefel freigesetzt und die Schadstoffemissio-
nen sind gering.
54
Gefahr für die Natur besteht durch Pflanzenöl nicht, da es schnell biologisch
abbaubar ist.
55
Im Vergleich zu Biodiesel ist bei Pflanzenöl eine Umrüstung des
Motors grundsätzlich erforderlich. Die dafür entstehenden Kosten können bis zu
3.500 EUR betragen.
56
51
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Pflanzenöl. 21.2.2007. Online im Internet:
URL: http://www.bio-kraftstoffe.info/cms35/Pflanzenoel.821.0.html [21.2.2007].
52
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 59.
53
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Pflanzenöl. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.bio-kraftstoffe.info/cms35/Pflanzenoel.821.0.html [21.2.2007].
54
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 63.
55
Vgl.
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Umweltaspekte und Energiebilanz.
21.2.2007. Online im Internet: URL: http://www.bio-kraftstoffe.info/cms35/ Umweltaspek-
te.1433.0.html [21.2.2007].
56
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 61.
15
Im Jahr 2005 wurden in Deutschland ca. 196.000 t Pflanzenöl als Primärkraft-
stoff verbraucht. Dies entspricht einem Anteil von ungefähr 0,33 Prozent des
Gesamtkraftstoffverbrauchs in Deutschland. Noch im Jahr zuvor lag der Raps-
ölverbrauch in Deutschland bei ca. 5.000 t.
57
Wie bei Biodiesel ist auch hier ein
deutlicher Anstieg zu erkennen.
Unterstützt wird der Trend hin zu mehr alternativen Kraftstoffen durch den
geringen Preis von Pflanzenöl aus Raps, der im Jahr 2006 bei 0,55 bis 0,75
EUR/l liegt.
58
Bis Ende des Jahres 2007 bleibt Pflanzenöl von der Steuer be-
freit. Ab dem Jahr 2008 wird diese jährlich angehoben (vgl. Tab. 2.6).
59
Reines Pflanzenöl wird in Deutschland bisher hauptsächlich im gewerblichen
Schwerlastverkehr, sowie für land- und bauwirtschaftlichen Maschinen einge-
setzt. Personenkraftwagen (Pkw) werden nur in geringer Anzahl mit Pflanzenöl
betrieben.
60
2.4.3 Bioethanol
Für die später folgenden Berechnungen der Wirtschaftlichkeit einer Bioethanol-
anlage wird dieser Biokraftstoff an dieser Stelle ausführlich beschrieben.
Bioethanol dient als Ersatz für Otto-Kraftstoffe und gehört der ersten Generation
Biokraftstoffe an.
61
Neben dem Einsatz von Bioethanol in der Kraftstoffindustrie
wird synthetisches Ethanol in der Nahrungsmittel- und chemisch-technischen
57
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Basisdaten Biokraftstoffe.
Gülzow 2005, S. 4.
58
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Pflanzenöl. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.bio-kraftstoffe.info/cms35/Pflanzenoel.821.0.html [21.2.2007].
59
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Besteuerung von Biokraftstoffen. 21.2.2007.
Online im Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Rahmenbedingungen.762.0.html
[21.2.2007].
60
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Biokraftstoffe - eine verglei-
chende Analyse, Berlin 2006, S. 11.
61
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 106.
16
Industrie eingesetzt. Wie Abbildung 2.4 zeigt werden ungefähr 66 Prozent der
gesamten globalen Bioethanol Produktion als Kraftstoff verwendet.
62
Abbildung 2.4: Globale Verwendung von Ethanol nach Industrien
Chemisch-
technische
Industrie
21%
Kraftstoff-
industrie
66%
Nahrungsmittel-
industrie
13%
Quelle: Schmitz, Norbert (Hrsg.): Bioethanol in Deutschland, in: Schriftenreihe ,,Nachwachsende
Rohstoffe" Band 21, Münster 2003, S.129
Bioethanol kann als Kraftstoff in Reinform genutzt werden. So genannte Flexib-
le-Fuel-Vehicles (FFV`s) können beliebig mit bis zu 85 Prozent Bioethanol und
herkömmlichen Benzin als übrigen Anteil betrieben werden. Motoren für die
Verbrennung dieses so genannten E85-Kraftstoffes müssen besonderen Anfor-
derungen entsprechen. Die Umrüstung eines normalen Benzinmotors auf FFV-
Technologie ist nur bedingt und bei bestimmten Fahrzeugtypen möglich. Dabei
müssen spezielle Metalle und Legierungen verwendet werden. Seit dem Jahr
2005 sind solche Fahrzeuge auch in Deutschland zugelassen.
Immer mehr Fahrzeughersteller möchten Ihre Fahrzeuge mit FFV-Technologie
anbieten. Saab, Volvo und Ford sind bereits mit der FFV-Technologie auf dem
deutschen Markt aktiv. Der Ausbau des Tankstellennetzes für E85 in Deutsch-
62
Vgl. Schmitz, Norbert (Hrsg.): Bioethanol in Deutschland, in: Schriftenreihe ,,Nachwach-
sende Rohstoffe" Band 21, Münster 2003, S. 129.
17
land wird seit 2006 schrittweise ausgebaut. In Brasilien, USA und Schweden ist
die FFV-Technologie schon seit mehreren Jahren im Einsatz.
63
Eine Beimischung zu herkömmlichem Benzin ist ebenfalls möglich. Nach der
europäischen Norm EN DIN 228 für Benzin dürfen bis zu 5 Prozent Bioethanol
beigemischt werden. Der so genannte E5-Kraftstoff kann mit jedem Benzinmo-
tor genutzt werden ohne dass Veränderungen am Motor oder dem Fahrzeug
nötig sind. Herkömmliche Ottomotoren können bis zu 10 Prozent Bioethanol
Beimischung verkraften.
64
Eine Beimischung zu Biodiesel ist ebenso möglich.
Bei angepassten Dieselmotoren kann durch die Bioethanolbeimischung eine
Senkung der Russpartikelemissionen um ungefähr 40 Prozent erreicht werden.
In der Praxis findet eine solche Beimischung bisher noch nicht statt.
65
Weiterhin kann Bioethanol als Vorprodukt zur synthetischen Herstellung von
Kraftstoffkomponenten dienen. Als Beispiel wäre Ethyl-Tertiär-Buthyl-Ether
(ETBE) zu nennen.
66
Bei ETBE handelt es sich um eine Verbindung aus 47
Prozent Bioethanol und aus Erdöl hergestellten Isobuten
67
. ETBE kann das
fossile Antiklopfmittel Methyl-t-Butyl-Ether (MTBE) ersetzen. In dieser Form ist
eine Beimischung zu herkömmlichem Benzin von bis zu 15 Prozent möglich.
68
2005 hat Bioethanol in Deutschland am gesamten Primärkraftstoffverbrauch
einen Anteil von 0,27 Prozent erreicht. Dies entspricht etwa 7,6 Prozent des
gesamten Biokraftstoffverbrauches. Aufgrund des BioKraftQuG
wird sich dieser
63
Vgl. Landwirtschaftliche Biokraftstoffe e.V.: Bioethanol - Einsatzmöglichkeiten. 2.4.2007.
Online im Internet: URL: http://www.lab-biokraftstoffe.de/Einsatzmoeglichkeiten.html
[2.4.2007].
64
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Biokraftstoffe - eine verglei-
chende Analyse, Berlin 2006, S. 43.
65
Vgl. Landwirtschaftliche Biokraftstoffe e.V.: Bioethanol - Einsatzmöglichkeiten. 2.4.2007.
Online im Internet: URL: http://www.lab-biokraftstoffe.de/Einsatzmoeglichkeiten.html
[2.4.2007].
66
Vgl. Schmitz, Norbert (Hrsg.): Bioethanol in Deutschland, in: Schriftenreihe ,,Nachwach-
sende Rohstoffe" Band 21, Münster 2003, S. 130.
67
Isobuten = ungesättigter Kohlenwasserstoff zur Erhöhung der Klopffestigkeit im Ottokraft-
stoff.
68
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Bioethanol. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Bioethanol.837.0.html [21.2.2007].
18
Anteil in der Zukunft jedoch weiter erhöhen.
69
Seit Januar 2007 ist für Benzin
durch das BioKraftQuG eine Bioethanol-Beimischungsquote von 1,2 Prozent
gesetzlich vorgesehen. In den folgenden Jahren soll die Quote jährlich um 0,8
Prozent angehoben werden. Bis zum Jahr 2010 soll die Bioethanol-Beimi-
schungsquote mindestens 3,6 Prozent betragen (vgl. Tab. 2.5).
70
Falls sich FFV`s auf dem Markt durchsetzen wird die sich benötigte Menge an
Bioethanol zusätzlich zum Nachfrageanstieg bedingt durch das BioKraftQuG
erhöhen. Würde derzeit in Deutschland die gesamten zulässigen 5 Prozent
Beimischung Bioethanol erreicht, so würde der Bedarf ohne den E85-Anteil bei
ungefähr 1,3 Mio. t pro Jahr liegen.
71
Diese Menge läge allerdings weit über den
etwa 700.000 t Produktionskapazität für Bioethanol im Jahr 2006 in Deutsch-
land. Im Jahr 2005 wurden in Deutschland etwa 226.000 t Bioethanol als Kraft-
stoff verbraucht.
72
Durch das BioKraftQuG sind ab dem Jahr 2007 bei einem
Gesamt Otto-Kraftstoffverbrauchsvolumen von ungefähr 24 Mio. t mindestens
0,3 Mio. t Bioethanol nötig um die Beimischungsquote zu erfüllen.
73
Eine Prog-
nose der bayrischen Landesanstalt für Landwirtschaft besagt, dass das Markt-
volumen für Bioethanol bis zum Jahr 2010 ungefähr 1,1 Mio. t betragen wird.
74
Der Marktpreis für Bioethanol in Deutschland liegt nach Angaben der Bayri-
schen Landesanstalt für Landwirtschaft zwischen 0,50 und 0,65 /l. Die Ent-
69
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biokraftstoffe. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biokraftstoffe.817.0.html [21.2.2007].
70
Vgl. Bundesgesetzblatt Jahrgang 2006 Teil I Nr. 62, Art. 3 § 30 Abs. 3 S. 2 BioKraftQuoG.
71
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Flexible Fuel Vehicles. 21.2.2007.
Online im Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/FFV.1386.0.html [21.2.2007].
72
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Bioethanol als Kraftstoff, Gülzow
2006, S. 2.
73
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Biokraftstoffe. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Biokraftstoffe.817.0.html [21.2.2007]; Eige-
ne Berechnungen.
74
Vgl. Landesanstalt für Landwirtschaft Bayern (LfL): Bioethanol aus Zuckerrüben.
17.6.2007. Online im Internet: URL:
http://www.lfl.bayern.de/iem/agrarmarktpolitik/20256/linkurl_0_20.pdf [14.6.2007].
19
wicklung des Bioethanolpreises in der Vergangenheit zeigt eine deutliche Ab-
hängigkeit zum Rohölpreis.
75
Bioethanol kann aus einer Reihe verschiedener Rohstoffe gewonnen werden.
Zuckerhaltige Pflanzen können direkt vergoren werden. Zu der Gruppe der
zuckerhaltigen Pflanzen gehören u.A. Zuckerrohr und Zuckerrüben. Zuckerrohr
wird besonders in Brasilien zur Herstellung von Bioethanol eingesetzt. In
Deutschland kann dieser Rohstoff aus klimatischen Gründen nicht angebaut
werden. In Deutschland dient die Zuckerrübe als zuckerhaltiger Bioethanol-
Rohstoff.
Auch stärkehaltige Pflanzen können zur Bioethanol-Gewinnung genutzt werden.
In diesem Fall muss die Stärke des Getreideskörpers zuerst enzymatisch in
Zucker umgewandelt werden, um im weiteren Produktionsablauf nutzbar zu
sein. Erst mit Zucker ist eine Weiterverarbeitung zu Bioethanol möglich (darge-
stellt in Abb. 2.5).
76
Die bedeutendsten Stärkepflanzen in Deutschland sind
Weizen, Kartoffel, Mais und Erbse.
77
Neben den Getreidearten Weizen und
Triticale
78
gehört auch der Roggen zu den besonders stärkereichen Getreide-
pflanzen.
79
Neben Stärke- und Zuckerpflanzen kann Bioethanol auch aus cellulosehaltigen
Rohstoffen wie Pflanzenresten, Stroh oder Holz gewonnen werden.
80
Hierbei
75
Vgl. Landesanstalt für Landwirtschaft Bayern (LfL): Zur Marktsituation von Bioethanol aus
Zuckerrüben. 25.2.2007. Online im Internet: URL: http://www.lfl.bayern.de/iem/ agrar-
marktpolitik/20256/index.php? [25.2.2007].
76
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.): Biokraftstoffe - eine verglei-
chende Analyse, Berlin 2006, S. 46.
77
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Stärke- und Zuckerpflanzen. 21.2.2007.
Online im Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Staerke_Zucker.74.0.html
[21.2.2007].
78
Anm.d.Verf.: Triticale ist eine durch Kreuzung von Weizen und Roggen geschaffene
Getreideart.
79
Vgl. Piorr, Hans-Peter: Nachhaltige Erzeugung und Qualitätssicherung des Rohstoffes
Roggen. 8.3.2007. Online im Internet: URL: http://www.fh-eberswalde.de/de/Forschung/
Projekte/bioethanol/potenzialanalyse_bioethanol/E2229.htm [8.3.2007].
80
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe Was bewegt das Auto von
morgen?, Köln 2006, S. 56.
20
werden gentechnisch veränderte Enzyme genutzt um die Celluloseanteile der
Pflanze in Stärke umzuwandeln. Somit wird eine vollständige Nutzung der
Pflanze möglich. Zuvor war lediglich die Nutzung der zucker- und stärkehaltigen
Teile der Pflanze, dem so genannten Fruchtkörper möglich.
81
Durch das zuletzt
genannte Verfahren könnten die beim Mahlen des Getreides anfallenden Pflan-
zenreste, das Nebenprodukt 1 (dargestellt in Abb. 2.5) zur Kraftstoffgewinnung
genutzt werden, während es zuvor für die Bioethanolgewinnung unbrauchbar
war. Dies führt zu höheren Bioethanolerträgen.
Derzeit existieren allerdings
noch keine marktreifen Verfahren zur Gewinnung von Bioethanol aus zellulose-
haltigen Pflanzen.
82
Abbildung 2.5: Bioethanolherstellungsprozess
Quellen: Eigene Darstellung in Anlehnung an Nordbrandenburger BioEnergie GmbH & Co. KG
und Bayer Technology Services GmbH
81
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe Was bewegt das Auto von
morgen?, Köln 2006, S. 56.
82
Vgl. Landwirtschaftliche Biokraftstoffe e.V.: Bioethanol - Produktion. 2.4.2007. Online im
Internet: URL: http://www.lab-biokraftstoffe.de/produktion.html [2.4.2007].
21
Während der Destillation entsteht die so genannte Schlempe. Das Substrat
kann für Biogasanlagen genutzt werden. Wird die entstehende Schlempe abge-
presst und getrocknet entsteht das Nebenprodukt 2, das so genannte Dried
Distillers Grains with Solubles (DDGS), welches als Futtermittel genutzt werden
kann.
83
Nebenprodukt 1, die so genannte Kleie ist ein Abfallstoff und muss
entsorgt werden.
Die Vielzahl der verschiedenen Rohstoffe zur Bioethanolgewinnung erhöhen die
möglichen Anbauflächen und das Produktionspotenzial erheblich. Nicht alle
Rohstoffe sind jedoch immer mit geringen Kosten nutzbar.
84
Der Bioethanol-Jahresertrag je ha Getreide liegt bei etwa 2.560 l/ha.
85
Dies
entspricht einem Jahresenergieertrag von 53.914 MJ/ha und damit etwa 1690 l
Benzin/ha. (vgl. Abb. 2.6 und Tab. 2.1). Ein Liter Bioethanol ersetzt ungefähr
0,66 Liter herkömmlichen Ottokraftstoff. Der Bioethanol Jahresertrag je ha
Getreide entspricht etwa 1690 l Benzin/ha. Der geringere Energieanteil von
Bioethanol im Vergleich zu herkömmlichem Ottokraftstoff hat somit einen Mehr-
verbrauch an Bioethanol von ungefähr 35 Prozent gegenüber herkömmlichem
Ottokraftstoff zur Folge.
Die CO
2
-Minderung von Bioethanol gegenüber herkömmlichem Ottokraftstoff
liegt bei ca. 30 bis 70 Prozent.
86
Die Höhe der CO
2
-Minderung durch Bioethanol
hängt vor allem von der Herkunft der Prozessenergie, von der Nutzung der
Kuppelprodukte (Schlempe) und vom verwendeten Rohstoff bzw. von dessen
Produktion ab. Grundsätzlich fällt die CO
2
-Bilanz bei Bioethanol, welches mit
83
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Bioethanol Herstellung. 21.2.2007.
Online im Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Herstellung.839.0.html
[21.2.2007].
84
Henke, Jan: Bioethanol: Eine weltwirtschaftliche Perspektive, in: Zeitschrift für angewandte
Umweltforschung, Folge 17, Nr. 2/ (2005/2006), S. 175f.
85
Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (Hrsg.).: Basisdaten Biokraftstoffe, Gülzow
2005, S. 6; Anm.d.Verf.: Der Bioethanol-Jahresertrag je ha kann sich abhängig vom Roh-
stoff, Umweltfaktoren, Klima , Boden und Anbaubedingungen stark ändern.
86
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Bioethanol. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Bioethanol.837.0.html [21.2.2007].
22
regenerativer Energie hergestellt wird besser aus. Wird die benötigte Energie
beispielsweise durch Kohlekraftwerke und somit auf Basis fossiler Energieträ-
ger produziert, wirkt sich dies negativ auf die CO
2
-Bilanz von Bioethanol aus. In
diesem Fall können die CO
2
-Emissionen bedeutend höher ausfallen als bei der
Herstellung durch nicht ausschließlich fossile Energieträger oder regenerative
Energien. Hierbei gilt es zu beachten, dass durch die mittelbare oder unmittel-
bare Verbrennung der Pflanze nur soviel CO
2
-Emission stattfinden kann, wie
die Pflanze während ihres Wachstums aufgenommen hat.
87
Bioethanol hat gegenüber herkömmlichem Otto-Kraftstoff den Vorteil, dass es
aufgrund seiner biologischen Abbaubarkeit keine Gefahr für Böden und Gewäs-
ser darstellt.
88
2.4.4 Biokraftstoffe der Zukunft - BtL
Die Biokraftstoffe der Zukunft werden auch als die Biokraftstoffe der zweiten
Generation bezeichnet. Ziel der Entwicklung dieser Kraftstoffe ist es möglichst
viele und neue Rohstoffe verwenden zu können. Ziel ist es außerdem die Ener-
gie der gesamten Pflanze, d.h. des Fruchtkörpers und den Pflanzenresten zu
gewinnen. Die Energieausbeute pro ha Anbaufläche kann somit erhöht und
Produktionskosten durch höhere Effizienz der Verfahren gesenkt werden.
89
Einige Verfahren beruhen auf der Vergasung von Biomasse. Hierbei wird über
eine mehrstufige thermochemische Umwandlung der Pflanzenmasse ein Syn-
thesegas erzeugt.
90
Durch das Fischer-Tropsch-Verfahren kann danach das
vergaste Holz, Stroh oder Energiepflanzen in einen Flüssigkraftstoff umgewan-
87
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe Was bewegt das Auto von
morgen?, Köln 2006, S. 56f.
88
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: Umweltaspekte und Energiebilanz.
21.2.2007. Online im Internet: URL: http://www.fnr-
server.de/cms35/Umweltaspekte.1433.0.html [21.2.2007].
89
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 106.
90
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe Was bewegt das Auto von
morgen?, Köln 2006, S. 63f.
23
delt werden. Dabei wird die gesamte Energie der Pflanze bzw. der Biomasse
genutzt. Der entstehende synthetische Kraftstoff wird als Biomass-to-Liquid, BtL
oder Sunfuel bezeichnet.
91
Bis heute ist diese Technologie allerdings noch in
der Erprobungsphase. Ökologische und ökonomische Aspekte der BtL-Nutzung
sind daher noch nicht ausreichend bilanzierbar.
92
Grundsätzlich ist BtL aller-
dings ein sehr reiner Kraftstoff mit einem hohen Energiegehalt.
93
Die Produktion von BtL-Kraftstoff ist aus Umweltgesichtspunkten weitgehend
risikolos. Eingesetze Energie wird größtenteils in das Produkt umgesetzt und
nicht in die Luft emittiert. Sonstige entstehende Emissionen wie beispielsweise
durch die intensive Gasreinigung werden während des Produktionsprozesses
weitgehend abgeschieden. Am Ende bleiben lediglich geringe Emissionen an
Stickstoffoxid und CO
2
übrig.
Bei der Produktion entstehendes CO
2
ist biogen
und somit klimaneutral.
94
Durch BtL kann gegenüber herkömmlichem Diesel-
kraftstoff eine Minderung der CO
2
-Emissionen von mindestens 90 Prozent
erreicht werden.
95
Es wird davon ausgegangen, dass in Deutschland jährlich bis zu 15 Mio. t BtL-
Kraftstoff herstellbar sind. Dieses Volumen könnte bis zum Jahr 2030 betrachtet
zwischen 21 bis 38 Prozent des prognostizierten Kraftstoffverbrauchs in
Deutschland ersetzen. Grundsätzlich wird bei dieser Prognose von einem
Rückgang der Gesamtkraftstoffnachfrage in Deutschland von 53 Mio. t im Jahr
2005 auf ungefähr 47 Mio. t im Jahr 2030 ausgegangen.
96
91
Vgl. Geitmann, Sven: Erneuerbare Energien und Alternative Kraftstoffe mit neuer Ener-
gie in die Zukunft, 1. Aufl., Kremmen 2004, S. 107.
92
Ebenda S. 106.
93
Vgl. Puls, Thomas: Alternative Antriebe und Kraftstoffe Was bewegt das Auto von
morgen?, Köln 2006, S. 63.
94
Vgl. Deutsche Energie-Agentur GmbH (Hrsg.): Biomass to Liquid BtL Realisierungsstu-
die Zusammenfassung, Aufl. Dezember 2006, Berlin 2006, S. 13.
95
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: BtL-Kraftstoff. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Eigenschaften.732.0.html [21.2.2007]
.
96
Vgl. Deutsche Energie-Agentur GmbH (Hrsg.): Biomass to Liquid BtL Realisierungsstu-
die Zusammenfassung, Aufl. Dezember 2006, Berlin 2006, S. 18f.
24
Die Anbauflächen für Biomasse in Deutschland sind begrenzt. Um einen höhe-
ren Anteil des Primär-Kraftstoffverbrauchs in Deutschland durch Biokraftstoff
ersetzen zu können muss der Biokraftstoff-Ertrag je ha erhöht werden. Wie die
Abbildung 2.6 und Tabelle 2.1 zeigen, kann durch den synthetischen Kraftstoff
BtL diese Ertragssteigerung erzielt werden. Die Fachagentur für nachwachsen-
de Rohstoffe geht von einem möglichen Ertrag von ca. 4.030 l BtL je ha pro
Jahr aus. Dies entspricht einem Jahres-Energieertrag von 134.779 MJ/ha.
Aufgrund der hohen Energieausbeute bei den Rohstoffen ersetzt 1 l BtL-
Kraftstoff etwa 0,97 l Diesel. Der BtL Jahresertrag pro ha entspricht damit unge-
fähr 3910 l herkömmlichem Diesel/ha.
97
Abbildung 2.6: Vergleich der Jahreserträge von Biokraftstoffen pro ha
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150.000
200.000
250.000
300.000
Energie-Jahreserträge der Biokraftstoffe mit jeweiligem Kraftstoff-Äquivalent
MJ
/h
a
Quelle: Eigene Darstellung und Berechnungen
97
Vgl. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.: BtL-Kraftstoff. 21.2.2007. Online im
Internet: URL: http://www.fnr-server.de/cms35/Eigenschaften.732.0.html [21.2.2007]
.
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 2007
- ISBN (eBook)
- 9783836607889
- DOI
- 10.3239/9783836607889
- Dateigröße
- 2.4 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Hochschule Ludwigshafen am Rhein – Betriebswirtschaft, Controlling, Management & Information
- Erscheinungsdatum
- 2008 (Januar)
- Note
- 1,3
- Schlagworte
- deutschland bioalkohol marktanalyse bioethanol biokraftstoff rohstoff wirtschaftlichkeitsrechnung erneuerbare energien
