Studie «Treibstoffe aus Biomasse – zweite Generation»

Einführung | Vorgehen | Resultate / Downloads | Veranstaltungen | Kontakte | Links

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Rainer Zah, Claudia Binder, Stefan Bringezu, Jürgen Reinhard, Alfons Schmid, Helmut Schütz.
Future Perspectives of 2nd Generation Biofuels.
TA-SWISS, Zentrum für Technologiefolgen-Abschätzung (Hrsg.).
vdf Hochschulverlag AG der ETH Zürich, 2010.
ISBN 978-3-7281-3334-2
Auch als eBook erhältlich: www.vdf.ethz.ch


Einführung

Wozu Treibstoffe aus Biomasse?
Der Verkehr verursacht einen wesentlichen Teil der Treibhausgase, die zur Erwärmung des Klimas beitragen. Auch sparsamere Fahr­zeuge und höhere Treibstoffpreise dürften erst sehr langfristig dazu führen, dass weniger Kohlendioxid (CO2) in die Atmosphäre abgegeben wird, denn die Motorisierung wird in den bisher «unterversorgten» Ländern noch zunehmen. Die Verwendung von Treibstoffen, die aus Biomasse gewonnen werden, wird als ein möglicher Weg zu einer nachhaltigeren Mobilität vorgeschlagen. Zwar entsteht auch bei der Verbrennung von solchen Bio- oder Agro­treibstoffen CO2. Doch die Pflanzen, aus welchen diese Treibstoffe hergestellt werden, haben für ihr Wachstum vorher der Atmosphäre CO2 entzogen. Deshalb sollte die CO2-Bilanz insgesamt günstiger ausfallen als bei fossilen Brenn­stof­fen. Diese Bilanz hängt aber wesentlich davon ab, aus wel­cher Art von Bio­masse Treibstoff hergestellt wird und welche Verfahren dabei verwendet werden.

Chancen und Risiken der Treibstoffe aus Biomasse
Durch die Verwendung von Bio- oder Agrotreibstoffen soll der Verbrauch an fossilen Energieträgern vermindert und die Abgabe von CO2 in die Atmosphäre eingeschränkt werden. Doch es zeigt sich immer deutlicher, dass die positiven Effekte geringer sind als erhofft. Zudem wer­den bei der in grossem Ausmass produzierten «ersten Generation» von Biotreibstoffen oft Pflanzen wie Mais verwendet, die für die Ernährung geeignet wären. Trotzdem werden verbreitet Anreize geschaffen, um den Anteil der Biotreibstoffe am Energieverbrauch zu erhöhen. Die «zweite Generation» von Biotreibstoffen soll vorteilhafter sein. Als Aus­gangsmaterialien dienen Holz, Stroh und Pflan­zenabfälle. Dadurch wird die Produktion von Nahrungsmitteln nicht konkurrenziert und eine bessere Umwelt- und Energiebilanz angestrebt. Im Hinblick auf kommerzielle Anwendungen gibt es dabei aber noch grossen Forschungs- und Entwicklungsbedarf.

Wieso eine TA-SWISS Studie zu diesem Thema?
Biotreibstoffe werden jetzt als zweckmässige Lösung «angepriesen», es gibt dabei aber Unsi­cherheiten, da sich noch mehrere Produkti­onsmethoden in Entwicklung befinden und unklar ist, welche davon schliesslich für die Herstellung in grossem Massstab am besten geeignet sind. Eine vertiefte Abklä­rung unter Berücksichtigung aktueller Forschungsergebnisse ist deshalb erforderlich, damit diese Technologien umfassend beurteilt werden können. Dabei sind neben Fragen der Energie-Effizienz und der Umweltbilanz (Auswirkungen auf die CO2-Emissionen) auch wirtschaftliche und soziale Aspekte zu erörtern und Potenziale für künftige Entwicklungen aufzuzeigen.

Zielsetzungen der Studie
Das Ziel dieser Studie ist es, das Potenzial und die Risiken der Nutzung von Biotreibstoffen der zweiten Generation zu analysieren. Wie können solche Treibstoffe in der Schweiz eingesetzt werden? Was ist deren Potenzial unter Berücksichtigung von Kriterien der Nachhaltigkeit und der Situation in der Europäischen Union und in den Entwicklungsländern? 

  • Die verschiedenen Biomasse-Quellen, Produktionstechnologien und energetischen Nutzungsformen sollen basierend auf Nachhaltigkeitskriterien verglichen werden. Es soll auch aufgezeigt werden, welche Akteure bei den jeweiligen Anwendungen von Bedeutung sind.
  • Das Potenzial und die Folgen ganzer Wertschöpfungsketten von Biotreibstoffen der zweiten Generation sollen beurteilt werden. Welches sind die ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Auswirkungen? Wie sieht der Vergleich zu anderen erneuerbaren Energieformen aus?
  • Die Nachhaltigkeit unterschiedlicher Zukunfts-Szenarien soll für die Schweiz aus ökologischer, ökonomischer und sozialer Sicht bewertet werden.
  • Wie gross ist das Potenzial für Energie aus Biomasse im nationalen / internationalen Massstab? Wie steht es um die Wirtschaftlichkeit der Technologien und wie viel Mobilität lässt sich damit erzeugen?
  • Welche Strategien sind bei Produktion, Handel und Nutzung von Biotreibstoffen zweiter Generation zu verfolgen, um die Nachhaltigkeit solcher Systeme zu gewährleisten? Mit welchen Fördermechanismen lassen sich diese Strategien unterstützen? Beruhend auf einer breit abgestützten Gesamtbewertung sind Empfehlungen zu formulieren, die sich an Entscheidungstragende, insbesondere an Politiker/innen, richten.

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Vorgehen

Methode
Die Studie besteht im Wesentlichen aus vier Modulen:

  • Modul 1: Literaturrecherche und Akteursanalyse: Der Stand des Wissens bei der Produktion und Nutzung von Biotreibstoffen wird anhand einer Literaturrecherche erarbeitet. Im Zentrum stehen dabei folgende Elemente: Bereitstellung von Biomasse, Produktion von Biokraftstoffen, energetische Nutzung, Akteure sowie Fördermechanismen.
  • Modul 2: Prospektive Ökobilanz bzw. Lebenszyklus-Ansatz (LCA, life cycle assessment). Damit wird die Wertschöpfungskette von Biotreibstoffen der zweiten Generation analysiert. Deren Elemente (s. Modul 1) werden anhand eines Kriterienkatalogs aus ökologischer, ökonomischer und sozialer Sicht bewertet.
  • Modul 3: Szenarien-basierte Analyse der Zukunftsperspektiven. Dabei werden verschiedene Zukunfts-Szenarien analysiert, diskutiert und bewertet. Die Szenarien werden mit den identifizierten Akteuren entwickelt und umfassen insbesondere die Komponenten Landnutzung, Technologie sowie Produkte.
  • Modul 4: Gesamtbewertung und Empfehlungen. Hierbei werden auch die Fördermassnahmen für Biotreibstoffe in der EU und weitere, global wichtige Faktoren (z.B. Verfügbarkeit landwirtschaftlicher Nutzfläche) sowie andere Nutzungsformen von Biomasse berücksichtigt. Die nachhaltige Mobilität soll damit umfassend bewertet werden.

Zeitplan
Projektbeginn: Herbst 2008 | Abschluss: Frühjahr 2010

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Resultate und Downloads

Ergebnisse der Studie
Zusammenfassung

Empfehlungen
Sieben Anregungen, um das Potenzial von Biotreibstoffen auszuschöpfen

Medieninformation
Mit Holz und Mist vorwärts - Einheimische Biotreibstoffe für eine nachhaltige Mobilität

Kurzfassung

Fahrt ins Grüne - Wie weit bringen uns Biotreibstoffe der zweiten Generation?
Kurzfassung der Studie von TA-SWISS «Future Perspectives of 2nd Generation Biofuels»Studie

Studie
Future Perspectives of 2nd Generation Biofuels

Newsletter
04/2010 Schwerpunkt-Thema «Biotreibstoffe»

Zum Thema erschienen

29.06.2010, RSR La 1ère, 12h30 (Französisch)

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Veranstaltungen

Life cycle assessment (LCA) on future biofuels; Empa, Dübendorf, 17. November 2008.
EPTA Konferenz; Kopenhagen, 2.-3. November 2010.

Tagung „BiomassEnergie – Gemeinsam Visionen schaffen“

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Kontakte

Trägerschaft

  • Zentrum für Technologiefolgen-Abschätzung TA-SWISS
  • Bundesamt für Umwelt BAFU
  • Bundesamt für Energie BFE
  • Akademie der Naturwissenschaften Schweiz SCNAT
  • Schweizerische Akademie der Technischen Wissenschaften SATW

Beteiligte Personen

TA-SWISS Projekt-Betreuer

  • Dr. Adrian Rüegsegger, TA-SWISS. E-Mail

Projekt-Beauftragte

  • Dr. Rainer Zah, Empa, St. Gallen (Projektleiter)
  • Prof. Dr. Claudia R. Binder, Universität Zürich
  • Dr. Stefan Bringezu, Wuppertal Institut, Deutschland
  • Dr. Christoph Ritz, ProClim, Bern

Begleitgruppe

  • Dr. Ruedi Jörg-Fromm, TA-SWISS Leitungsausschuss (Vorsitzender der Begleitgruppe)
  • Rosmarie Bär, alliance sud, Bern
  • Dr. Marco Berg, Stiftung Klimarappen, Zürich
  • Prof. Dr. Richard Braun, BioLink, Bern
  • Dr. Reto Burkard, Bundesamt für Landwirtschaft BLW, Bern
  • Heinz Hänni, Schweizerischer Bauernverband SBV, Brugg
  • Prof. Dr. Christian Hardtke, Université de Lausanne
  • Dr. Sandra Hermle, Bundesamt für Energie BFE
  • Roger Löhrer, Touring Club Schweiz TCS, Emmen
  • René Longet, equiterre, Genève
  • Prof. Dr. Wolfgang Nentwig, Universität Bern
  • Dr. Gerhard Stucki, Balewa AG, Liestal
  • Dr. Samuel Stucki, Paul Scherrer Institut PSI, Villigen
  • Dr. Roland von Arx, Bundesamt für Umwelt BAFU; Bern

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Links

Weiterführende Links

BiomassEnergie – die Informationsstelle von EnergieSchweiz

Roundtable on sustainable biofuels

Literaturdatenbank Biomasse des Bundes

Alcosuisse: Bioethanol

OECD Trade and Agricultural Directorate – Bioenergy 

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Project
Short Title: Biomass fuel
Long Title: Biomass fuel - second Generation
Short Description: The new generation of biofuels can be produced from plants that do not compete with the cultivation of foods. Furthermore, these fuels should be more environmentally friendly than classic fuels from biomass. Whether this so-called second generation of biofuels will deliver what it promises will be investigated in a comprehensive sustainability analysis for the study.
Start: 2008
End: 2010
Partner Institutes:
Scope Countries:
Contact Person: Rüegsegger, Adrian
Home Page URL: http://www.ta-swiss.ch/en/biomass-fuel
Focus:
Project Leader: TA-SWISS
Other Members:

Das Projekt in Kürze

Die neue Generation von Biotreibstoffen kann aus Pflanzen hergestellt werden, die nicht in Konkurrenz zum Anbau von Nahrungsmitteln stehen. Zudem sollen diese Treibstoffe umweltfreundlicher sein als die klassischen Treibstoffe aus Biomasse. Ob diese sogenannte zweite Generation der Biotreibstoffe hält was sie verspricht, wird in der Studie in einer umfassenden Nachhaltigkeits-Analyse untersucht.

Projekt: September 2008 - Mitte 2010

Produkte: Studie (englisch) und Kurzfassung (deutsch, französisch, englisch)

Projektleitung: Dr. Rainer Zah, Empa Dübendorf