Das nachhaltige Magazin für Graz und die Steiermark
Auto-Mobil bis in den Klima-Tod (III)
Samstag, 10. November 2007
Alternative Treib-stoffe: Erd- und Biogas, Holzsprit, Elektroantriebe


Die neuen Rekordstände beim Rohölpreis in den vergangenen Wochen haben einmal mehr deutlich vor Augen geführt, dass der Umstieg auf alternative Energien auch bei der individuellen Mobilität ein Prozess ist, der nicht mehr ständig gedanklich auf die nächste Generation verschoben werden kann. Entsprechend boomen derzeit neu ausgetüftelte bzw. aus den Schubladen hervor gekramte Konzepte zum Antrieb, über die bereits in den letzten beiden Folgen unserer Serie über alternative Treibstoffe berichtet wurde (KORSO Juli 2007 und September 2007).

Eines ist ihnen bei allen technischen Unterschieden jedoch gemeinsam: Verunsichert über den Weg, den die Entwicklung nehmen wird, verhalten sich die großen Hersteller fast durch die Bank äußerst zurückhaltend zur Umstellung auf innovative Antriebssysteme. Gerade die deutschen Hersteller halten an schwergewichtigen Geländeauto-Attrappen fest, die dem Kunden Komfort und Luxus vermitteln sollen – allerdings auf Kosten der Umwelt. Bei dieser Strategie mag auch die stille Hoffnung der Konzerne eine Rolle spielen, dass mit der Beimischung von Biosprit zum fossilen Treibstoff die konventionellen Motoren weitgehend unmodifiziert weiter verwendet werden können.

 

 

Aufwändiger Holztreibstoff. Gerade in den waldreichen Ländern des Nordens, wie Schweden oder Finnland, soll die Produktion von Sprit aus verschiedenen Nadelholzsorten die Unabhängigkeit von den Erdölimporten sicherstellen. Aufgrund des aufwändigen Herstellungsprozesses werden die so genannten Biomass-to-liquid-Kraftstoffe aber teuer bleiben. Selbst BtL-Hersteller rechnen langfristig nicht mit einem Preis unter 90 Cent/Liter. Für Mitteleuropa bleibt außerdem ungeklärt, wo die Biomasse für die Produktion in den geplanten Großanlagen herkommen soll, denn allein für den Betrieb einer der geplanten Großanlagen müsste eine Fläche von ca. 1.000 km2 mit Holz bepflanzt werden. Diese Fläche wäre dann langfristig nicht mehr für den Ackerbau einsetzbar und die Einfuhr von Holz aus Russland ist ökonomisch nicht sinnvoll. Der deutsche Biotreibstoff-Spezialist Dr. Ernst Schrimpff bescheinigt dem Sun-Fuel eine besonders schlechte Erzeugungsbilanz, die „mit einem Output-Input-Verhältnis von 0,1-0,2 (!) noch unter jener von Bio-Wasserstoff" liege. DI Dr. Gerfried Jungmeier von der Joanneum Research schätzt den Holzsprit aufgrund einer Reihe von Nebenprodukten energieeffizienter ein , räumt aber ein, dass man von „einer kommerziellen Anwendung noch sehr weit entfernt" sei.

Gerade in den waldreichen Ländern des Nordens, wie Schweden oder Finnland, soll die Produktion von Sprit aus verschiedenen Nadelholzsorten die Unabhängigkeit von den Erdölimporten sicherstellen. Aufgrund des aufwändigen Herstellungsprozesses werden die so genannten Biomass-to-liquid-Kraftstoffe aber teuer bleiben. Selbst BtL-Hersteller rechnen langfristig nicht mit einem Preis unter 90 Cent/Liter. Für Mitteleuropa bleibt außerdem ungeklärt, wo die Biomasse für die Produktion in den geplanten Großanlagen herkommen soll, denn allein für den Betrieb einer der geplanten Großanlagen müsste eine Fläche von ca. 1.000 km2 mit Holz bepflanzt werden. Diese Fläche wäre dann langfristig nicht mehr für den Ackerbau einsetzbar und die Einfuhr von Holz aus Russland ist ökonomisch nicht sinnvoll. Der deutsche Biotreibstoff-Spezialist Dr. Ernst Schrimpff bescheinigt dem Sun-Fuel eine besonders schlechte Erzeugungsbilanz, die „mit einem Output-Input-Verhältnis von 0,1-0,2 (!) noch unter jener von Bio-Wasserstoff" liege. DI Dr. Gerfried Jungmeier von der Joanneum Research schätzt den Holzsprit aufgrund einer Reihe von Nebenprodukten energieeffizienter ein , räumt aber ein, dass man von „einer kommerziellen Anwendung noch sehr weit entfernt" sei.

 

 

Erdgas als sinnvoller Benzinersatz? Keine wirklich ökologische Alternative, aber groß im Kommen als Kraftstoff für Pkws ist zurzeit Erdgas: Die nahe liegenden Gründe dafür sind einerseits die bessere „Versorgungssicherheit" und andererseits die Tatsache, dass seine Verbrennung in Motoren keine nennenswerte Feinstaubbelastung mit sich bringt, was es für urbane Räume als interessante Alternative erscheinen lässt. In seiner komprimierten oder verflüssigten Form wird es entweder als CNG Compressed Natural Gas (komprimiertes Erdgas) oder LNG Liquified Natural Gas (Flüssigerdgas) bezeichnet, wobei die erstere Form sich in der Praxis durchsetzt.

Keine wirklich ökologische Alternative, aber groß im Kommen als Kraftstoff für Pkws ist zurzeit Erdgas: Die nahe liegenden Gründe dafür sind einerseits die bessere „Versorgungssicherheit" und andererseits die Tatsache, dass seine Verbrennung in Motoren keine nennenswerte Feinstaubbelastung mit sich bringt, was es für urbane Räume als interessante Alternative erscheinen lässt. In seiner komprimierten oder verflüssigten Form wird es entweder als CNG Compressed Natural Gas (komprimiertes Erdgas) oder LNG Liquified Natural Gas (Flüssigerdgas) bezeichnet, wobei die erstere Form sich in der Praxis durchsetzt.
Ein weiterer Vorteil in umwelttechnischer Hinsicht: Durch „flare down"-Programme der Erdölindustrie soll das Abfackeln vermindert und das Gas damit seiner saubereren energetischen Nutzung zugeführt werden und dabei andere Energieträger ersetzen.

Dies bewirkt eine erhebliche Verbesserung der globalen Ökobilanz und wird daher durch Steuervorteile gefördert. Mehr noch will die Europäische Kommission den Anteil von Erdgasfahrzeugen am europäischen Kraftfahrzeugbestand unterstützen, so dass bis 2020 rund 10% aller Fahrzeuge damit fahren könnten.

Ökologisch gesehen ein gewisser Trost: Falls einmal Erdgas nicht mehr ausreichend als Abfallprodukt zur Verfügung steht, kann durch zunehmende Produktion und Beimischung von Biogas die Nachhaltigkeit der bestehenden Investitionen in das Erdgasnetz gewährleistet werden, was auch für die Tankstelleninfrastruktur gilt.

 

 

Beste Ökobilanz für Biogas. Der energetische König unter den Biotreibstoffen ist das Biogas bzw. Biomethan, das aus verschiedenen landwirtschaftlichen Kulturpflanzen in relativ klein dimensionierten Anlagen dezentral und preisgünstig hergestellt werden kann. Bei der Treibhausgas-Reduktion gegenüber einem neuen Diesel-Pkw liegt Biomethan laut einem Bericht des Landwirtschaftsministerium vom Juli 2006 mit einer „Reduktion von minus 50% an g CO2-Äquivalenten pro Personenkilometer vor Bioethanol mit minus 0 bis 30% und Biodiesel mit minus 26%".

Der energetische König unter den Biotreibstoffen ist das Biogas bzw. Biomethan, das aus verschiedenen landwirtschaftlichen Kulturpflanzen in relativ klein dimensionierten Anlagen dezentral und preisgünstig hergestellt werden kann. Bei der Treibhausgas-Reduktion gegenüber einem neuen Diesel-Pkw liegt Biomethan laut einem Bericht des Landwirtschaftsministerium vom Juli 2006 mit einer „Reduktion von minus 50% an g CO2-Äquivalenten pro Personenkilometer vor Bioethanol mit minus 0 bis 30% und Biodiesel mit minus 26%".
Mit einem Hektar Silomais zur Erzeugung von Bio-Methan CNG lassen sich (gegenüber einem Hektar Raps zur Erzeugung von Biodiesel bezogen auf die Jahreskilometerleistung der mit einem Hektar versorgbaren Fahrzeuge) 7,5-mal so viel direkte CO2-Emissionen vermeiden. Bei Bio-Methan CNG (aus einem Hektar Silomais) gegenüber Bio-Ethanol (aus einem Hektar Zuckerrübe) liegt dieser Faktor bei 2,1 zugunsten von Bio-Methan CNG. Gegenüber F-T Diesel (aus einem Hektar Pappel oder Weiden) liegt dieser Faktor bei 1,5 zugunsten von Bio-Methan CNG. Einfacher ausgedrückt: Wo ein Diesel-Pkw ca. 160 g CO2/km emittiert, wären es laut der Joanneum Research-Statistik von Jungmeier bei einem Biogasfahrzeug nur 13 g (!), was sich vor allem bei Verwendung für öffentliche Verkehrsmittel mit sensationell niedrigen Emissionswerten pro Personenkilometer niederschlagen würde.

 

 

Der Elektroantrieb ist wieder im Kommen. Das erste Auto, mit dem der berühmte Konstrukteur Ferdinand Porsche an die Öffentlichkeit trat, war ein Elektrowagen mit vier Radnabenmotoren, der bei der Pariser Weltausstellung 1900 vorgestellt wurde. Um die Jahrhundertwende wurden die Geschwindigkeitsrekorde von Elektroautos gehalten – 1902 erreichte ein vom Amerikaner Walter C. Baker konstruierter Wagen 145 km/h, eine für die damalige Zeit unerhörte Geschwindigkeit. Im gleichen Jahr baute Porsche rund hundert Jahre vor dem Toyota Prius den „Mixte", in dem ein Daimler-Vierzylinder einen Generator antrieb, der den Strom für die Radnabenmotoren lieferte. Vom Wirkungsgrad her waren die Elektrowägen schon damals wesentlich effizienter als Autos mit Verbrennungsmotoren: Elektromotoren erreichen je nach Bauweise einen Wirkungsgrad von 98%, Dieselmotoren von 45%, Benziner liegen noch darunter. Ihr einziger Schwachpunkt war immer die Speicherung der benötigten elektrischen Energie; die zumeist verwendeten Blei-Akkumulatoren brachten wegen ihrer geringen Energiedichte ein unmäßig hohes Gewicht auf die Waage. Eine moderne 12-Volt-Batterie, die bei 12 Volt über eine Kapazität von 100 Amperestunden verfügt, bringt gut und gerne 35 Kilo auf die Waage. Mit vier solcher Batterien im Gesamtgewicht von 140 Kilo ließe sich ein 48-Volt-Motor von 10 Kilowatt Leistung – gerade richtig für den Antrieb eines leichten Elektrofahrzeuges – gerade mal eine Viertelstunde betreiben; denn Bleibatterien sollten nicht weiter entladen werden als bis zur Hälfte ihrer Kapazität.

Das erste Auto, mit dem der berühmte Konstrukteur Ferdinand Porsche an die Öffentlichkeit trat, war ein Elektrowagen mit vier Radnabenmotoren, der bei der Pariser Weltausstellung 1900 vorgestellt wurde. Um die Jahrhundertwende wurden die Geschwindigkeitsrekorde von Elektroautos gehalten – 1902 erreichte ein vom Amerikaner Walter C. Baker konstruierter Wagen 145 km/h, eine für die damalige Zeit unerhörte Geschwindigkeit. Im gleichen Jahr baute Porsche rund hundert Jahre vor dem Toyota Prius den „Mixte", in dem ein Daimler-Vierzylinder einen Generator antrieb, der den Strom für die Radnabenmotoren lieferte. Vom Wirkungsgrad her waren die Elektrowägen schon damals wesentlich effizienter als Autos mit Verbrennungsmotoren: Elektromotoren erreichen je nach Bauweise einen Wirkungsgrad von 98%, Dieselmotoren von 45%, Benziner liegen noch darunter. Ihr einziger Schwachpunkt war immer die Speicherung der benötigten elektrischen Energie; die zumeist verwendeten Blei-Akkumulatoren brachten wegen ihrer geringen Energiedichte ein unmäßig hohes Gewicht auf die Waage. Eine moderne 12-Volt-Batterie, die bei 12 Volt über eine Kapazität von 100 Amperestunden verfügt, bringt gut und gerne 35 Kilo auf die Waage. Mit vier solcher Batterien im Gesamtgewicht von 140 Kilo ließe sich ein 48-Volt-Motor von 10 Kilowatt Leistung – gerade richtig für den Antrieb eines leichten Elektrofahrzeuges – gerade mal eine Viertelstunde betreiben; denn Bleibatterien sollten nicht weiter entladen werden als bis zur Hälfte ihrer Kapazität.
Seit kurzem zeichnet sich aber eine Revolution auf dem Batteriesektor ab: Neue Lithium-Ionen-Akkumulatoren speichern ein Vielfaches der Energie einer Bleibatterie bei einem Bruchteil ihres Gewichtes. Sie finden bereits in einer Vielzahl an Fahrzeugen Verwendung: Vom edlen Elektrofahrrad bis hin zum Elektroflitzer Tesla Roadster, der in vier Sekunden von Null auf hundert beschleunigt. Umweltfreundlich und CO2-neutral sind aber auch Elektromotoren nur, wenn der Strom, mit dem sie betrieben werden, aus erneuerbaren Energieträgern erzeugt wird. An erster Stelle steht dabei naturgemäß die Fotovoltaik: Die Sonne liefert uns jährlich 152.424,0 x 1013 Kilowattstunden, das ist 15.000-mal so viel wie derzeit der Weltenergieverbrauch beträgt. Mit dem Strom, den Solarpaneele in der Größe von 10 Quadratmetern erzeugen, lässt sich ein zweisitziges Elektromobil Marke Twike 25.000 Kilometer bewegen; das so genannte 1-Liter-Auto braucht – wenn man es mit Pflanzenöl betreiben würde – 1500 Quadratmeter Rapsfeld für die gleiche Kilometerleistung.

 

 

Ausblick auf eine sanfte Mobilität der Zukunft. Wenn auch die Beschleunigung bei der Verknappung der fossilen Treibstoffe eher früher als später zu einem Durchbruch der alternativen Antriebsmethoden führen muss, bleibt eines unbestritten: Den „Luxus", Kurzstrecken mit dem Auto zu absolvieren, um ein Packerl Milch oder Zigaretten zu kaufen, wird es in den urbanen Ballungszentren aufgrund der Feinstaub- und Abgasbelastung bald nicht mehr geben. Die bestürzende Autofahr-Realität abseits bunter Werbebilder: Fast 90% der Autofahrten sind kürzer als zehn Kilometer, ein rundes Viertel der Wege sogar kürzer als zwei Kilometer und werden entsprechend meist in Staus zurückgelegt. Weil so die Verbrennungsmotoren niemals auf ideale Betriebstemperaturen kommen können, sind damit auch die ausgeklügeltsten Partikelfilter und Katalysatoren überfordert und nicht in der Lage zu unterbinden, dass auch moderne Autos zu „Dreckschleudern" mutieren.

Wenn auch die Beschleunigung bei der Verknappung der fossilen Treibstoffe eher früher als später zu einem Durchbruch der alternativen Antriebsmethoden führen muss, bleibt eines unbestritten: Den „Luxus", Kurzstrecken mit dem Auto zu absolvieren, um ein Packerl Milch oder Zigaretten zu kaufen, wird es in den urbanen Ballungszentren aufgrund der Feinstaub- und Abgasbelastung bald nicht mehr geben. Die bestürzende Autofahr-Realität abseits bunter Werbebilder: Fast 90% der Autofahrten sind kürzer als zehn Kilometer, ein rundes Viertel der Wege sogar kürzer als zwei Kilometer und werden entsprechend meist in Staus zurückgelegt. Weil so die Verbrennungsmotoren niemals auf ideale Betriebstemperaturen kommen können, sind damit auch die ausgeklügeltsten Partikelfilter und Katalysatoren überfordert und nicht in der Lage zu unterbinden, dass auch moderne Autos zu „Dreckschleudern" mutieren.
Als einzige vernünftige Alternativen zu den Exzessen des fossil angetriebenen Individualverkehrs bieten sich neben den reinen Elektroantrieben die Nutzung der öffentlichen Verkehrsmittel, die eine deutlich bessere Umweltbilanz pro Person als Pkws haben, bzw. das Fahrrad an. Sanfte Mobilität ist so nicht nur der Schlüssel zur Entlastung der Umwelt, sondern auch für eine wachsende Lebensqualität im städtischen Raum.

 

 

Josef Schiffer, Christian Stenner

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