Bereitstellung von Kraftstoffen für Verbrennungsmotoren

Kraftstoffe enthalten chemische Energie, die durch Verbrennung in einem Motor in Antriebsenergie für das Fahrzeug umgewandelt werden. Sie zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Energiedichte aus. Die mit Abstand am häufigsten eingesetzten Kraftstoffe sind Benzin und Dieselkraftstoff, die beide auf Erdöl basieren. Zur Bereitstellung dieser Kraftstoffe gehört die Exploration und Förderung des Erdöls, die Verarbeitung in einer Raffinerie sowie die dazwischen liegenden Transport- und Verteilungsprozesse. Die Umweltwirkungen der Bereitstellung von Benzin und Diesel sind bei einem anschließenden Einsatz im Straßenverkehr jedoch in der Regel deutlich geringer als die Umweltwirkungen die bei der Verbrennung im Fahrzeug entstehen.

Da die verschiedenen Kraftstoffe unterschiedliche Energiedichten haben, muss man die Umweltwirkungen auf ihren Energieinhalt beziehen, um die Darstellung vergleichbar zu machen. Im Folgenden ist daher bei Kraftstoff nicht von Litern, sondern von Megajoule (MJ) die Rede. Ein Liter Benzin enthält etwa 31 MJ, ein Liter Diesel etwa 35 MJ Energie (jeweils ohne Beimischung von Biokraftstoffen).

Umweltwirkungen der fossilen Kraftstoffproduktion

Die mit der Herstellung eines MJ Kraftstoff verbundenen Treibhausgasemissionen liegen für erdölbasierten Otto-Kraftstoff aus deutschen Raffinerien bei etwa 18 g CO₂-Äquivalenten/MJ, für Diesel bei etwa 12 g CO₂-Äquivalenten/MJ. Diese Treibhausemissionen betragen damit für Otto-Kraftstoff etwa 25 % und für Diesel etwa 16 % derjenigen CO₂-Emissionen, die durch Verbrennung der Kraftstoffe entstehen.

Vor dem Hintergrund knapper werdender konventioneller Erdölfelder könnte auch die Nutzung sogenannter unkonventioneller Ölvorkommen (z.B. Ölsande und Ölschiefer) zunehmen. 2035 beträgt ihr Anteil an der weltweiten Ölproduktion nach Prognosen der International Energy Agency IEA bereits über 10 %. Da die Ausbeutung von solchen Vorkommen sehr aufwendig und energieintensiv ist, entstehen hier bei der Kraftstoffbereitstellung etwa doppelt so hohe Treibhausgasemissionen wie bei konventioneller Produktion.

Es ist außerdem denkbar, dass in Zukunft sogenannte ‚Coal-to-Liquid‘-Kraftstoffe (CtL) einen signifikanten Marktanteil erreichen, weil die globalen Kohlereserven nach gängiger Einschätzung erst deutlich später als die Rohölreserven erschöpft sein werden. Diese Kraftstoffe werden in einem äußerst energieintensiven Prozess aus Kohle gewonnen, ihre Herstellung setzt daher (mit aktuell verfügbarer Technik) etwa 20 mal so viel Klimagase frei wie die Herstellung konventioneller Kraftstoffe. Der Einsatz solcher Kraftstoffe hätte somit eine gravierende Verschlechterung der gesamten Klimabilanz von Verbrennungsfahrzeugen zur Folge.

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Treibhausgasemissionen bei der Kraftstoffbereitstellung für verschiedene Kraftstoffpfade (IFEU 2011)

Umweltwirkungen von Biokraftstoffen

Die Bereitstellung von Biokraftstoffen ist mit deutlich höheren Treibausgasemissionen verbunden als die Herstellung von erdölbasierten Kraftstoffen. Diese resultieren hauptsächlich aus den landwirtschaftlichen Prozessen (z.B. Düngung). Es entsteht jedoch keine weitere Klimabelastung aus der Kohlenstoffverbrennung in der Nutzungsphase, da der enthaltene Kohlenstoff vorher der Atmosphäre entnommen wurde. In der Gesamtbetrachtung (Well-to-Wheel) stehen Biokraftstoffe daher in der Regel deutlich besser da als fossile Kraftstoffe. Es kann jedoch auch zu Konkurrenzsituationen mit der Nahrungsmittelproduktion sowie direkten und indirekten Landnutzungsänderungen kommen. Diese Effekte sind jedoch schwer zu beziffern.

Bei Biokraftstoffen gibt es jedoch große Unterschiede in den Ökobilanzen der verschiedenen Herstellungspfade. Besonders gut schneidet Bioethanol ab, das aus Zuckerrohr hergestellt wird. In der Regel ist durch Bioethanol gegenüber Benzin eine stärkere Klimaentlastung zu erreichen als durch Biodiesel gegenüber fossilem Diesel.

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Zuletzt aktualisiert am Freitag, 03. Mai 2013 20:06