Life Cycle Analysis Biodiesel Biodiesel/gas als Kraftstoff der Landwirtschaft Hanna Jöchlinger, Franz Mlynek, Christoph Walcher, Stefan Konrad, Jennifer.

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1 Life Cycle Analysis Biodiesel Biodiesel/gas als Kraftstoff der Landwirtschaft Hanna Jöchlinger, Franz Mlynek, Christoph Walcher, Stefan Konrad, Jennifer Amon stefan.konrad@edu.uni-graz.at Einleitung Biodiesel wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und sein Gebrauch soll künftig Kraftstoffe auf Erdölbasis, deren Verfügbarkeit bereits als begrenzt angesehen wird, ersetzten. Zusätzlich verringert er die Erdöl-Importabhängigkeit Europas und bringt, durch leichtere biologische Abbbaubarkeit, weniger Umweltbelastung mit sich. Trotzdem ist die Klimaneutralität umstritten. Anbau, Herstellung und Nutzung und deren Emissionen müssen berücksichtigt werden. Dabei wird je nach Studie der Biodiesel um etwa 20 bis 86% günstiger als Mineralöldiesel eingeschätzt. Biodiesel wird aus Pflanzenöl oder tierischem Fett hergestellt und zählt daher zu den erneuerbaren Energieträgern. Der chemische Prozess wird als Umesterung bezeichnet. Dabei vermischt man 10% Methanol mit dem Pflanzenöl. Die Triglyceride des Öls werden in Fettsäuren und Glycerin gespalten. Die Fettsäuren reagieren mit dem Methanol und werden zu Fettsäuremethylestern. Das Gylcerin wird abgetrennt. Durch diesen Prozess verringert man die Viskosität und der fertige Kraftstoff kann als Mineralöldieselersatz eingesetzt werden. In Österreich und Deutschland wird Biodiesel hauptsächlich aus Raps gewonnen. Das Rapsöl erweist sich als günstig, weil es auch im Winter den klimatischen Anforderungen standhält. Im Rahmen unserer Laborübung wurden verschiedene Szenarien der Biodieselherstellung durchgespielt und durch eine Life Cycle Analyse miteinander verglichen. Dabei wurde das Programm SPIonWeb der TU Graz verwendet, dass die Prozesse bis zur Auslieferung des Kraftstoffes aufarbeiten kann. Zusammenfassung Biologischer AnbauVergleich EU – Österreich – Frankreich Der Hauptunterschied zwischen den Ländern ergibt sich aus der Energiebereitstellung. Während in Österreich keine Atomenergie produziert wird und dafür umso mehr Energie aus der Wasserkraft kommt, sind in Frankreich Atomkraftwerke die Hauptenergieerzeuger. SPI [m 2 a/Unit]CO 2 [kg]GWP [kg] Europa353.16211.36674.8560 Österreich334.21621.31884.7831 Frankreich372.85971.27034.7178 Prozentueller Fußabdruck EU In diesem Szenario wird der verwendete Raps biologisch angebaut. Dabei wird auf das Einsetzen von Insektiziden, Pestiziden und Kunstdünger verzichtet. Nur die Verwendung von Gülle ist erlaubt und die benötigten Nährstoffe werden durch diese substituiert. Auch wird ein verringerter Ertrag durch die biologische Landwirtschaft und dem daraus fehlenden Einsatz von Insektiziden und Pestiziden berücksichtigt. SPI [m 2 a/Unit]CO 2 [kg]GWP [kg] Rapsöl aus biologischem Anbau278.80351.27373.1970 Rapsöl aus konventionellem Anbau353.16211.36674.8560 Biodiesel aus Talg und Altspeiseöl SPI [m 2 a/Unit]CO 2 [kg]GWP [kg] Biodiesel aus Altspeiseöl28.77691.15750.2336 Biodiesel aus Talg59.19420.3102 Beide Ausgangsstoffe werden in diesem Szenario als Abfallprodukt behandelt. Die Auswirkungen der Produktion dieser Stoff werden deshalb nicht berücksichtigt. SPI [m 2 a/Unit]CO 2 [kg]GWP [kg] Biodiesel aus Raps als Kraftstoff332.11341.16964.9179 Biogas aus Grassilage als Kraftstoff318.51081.12394.5041 SPI von N 2 OSPI von NOx Biodiesel aus Raps als Kraftstoff67,517440,1974 Biogas aus Grassilage als Kraftstoff62,007333,6892 Die Treibstoffe der verwendeten Traktoren werden in diesem Szenario durch Biodiesel und Biogas ersetzt. Das führt aber auch zu einem höheren Verbrauch der auch in die Berechnungen einfließt. Laut den Indizes ist Biogas als Kraftstoff dem Bio- und Mineralöldiesel vorzuziehen. Dies ist auf die geringeren N 2 O und NO x Emissionen des Biogases zurückzuführen. Mit Hilfe von Life Cycle Analysen können verschiedene Szenarien der Herstellung von Biodiesel bestens durchgespielt werden. Durch die systematische Analyse der Umwelteinwirkungen des Prozesses bis zu einem bestimmten Zeitpunkt der Verarbeitung, wird die Nachhaltigkeit des Produktes bei verschiedensten Produktionsbedingungen verglichen. Bei der hierbei verwendeten Methode wird neben den Emission das Hauptaugenmerk auf den Sustainable Process Index (SPI) gelegt. Dabei wird die Fläche berücksichtigt die für den betrachteten Prozess notwendig ist. Alle hier betrachteten Biodieselszenarien liegen weit unter dem SP Index der Mineralöldieselherstellung (667,844m 2.a/Unit). Im Moment wird der Biodiesel als Blendkomponente für herkömmlichen Dieselkraftstoff verwendet. Trotzdem gelangt der Einsatz von Biodiesel an seine Grenzen. Der hohen Gebrauch an Mineralöldiesel kann nicht allein durch die Substitution von Biokraftstoff wettgemacht werden. Allein die Anbauflächen für Raps reichen dazu nicht aus. Die gesellschaftliche Akzeptanz hängt auch stark davon ab, ob die eingesetzten Rohstoffe nachhaltig bereitgestellt werden können und nicht in Nutzungs- konkurrenz mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion geraten. QUELLEN: V. Seufert, N. Ramankutty & J. A. Foley, Comparing the yields of organic and conventional agriculture; Nature 485, 229-232 EPA,Renewable Fuel Standard Program (RFS2) Regulatory Impact Analysis http://www.hs-augsburg.de/medium/download/itw/vortr_schmalschlaeger.pdf (07/2013) http://www.lfl.bayern.de/iab/duengung/organisch/09556 (07/2013) http://www.hs-augsburg.de/medium/download/itw/vortr_schmalschlaeger.pdf http://www.lfl.bayern.de/iab/duengung/organisch/09556