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BTL-Kraftstoffe - Technischer Überblick

Erstellt am: 28.03.2010 | Stand des Wissens: 01.03.2023
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.

Die Biomass-to-Liquid (BtL) Kraftstoffe gehören zu den Biokraftstoffen der zweiten Generation und befinden sich momentan noch in der Entwicklungs- und Erprobungsphase [WeSc17, S.571]. Hierbei handelt es sich um flüssige synthetische Kraftstoffe, die aus einer Vielzahl an Rohstoffen auf spezifische Anforderungen moderner Motoren zugeschnitten werden. Flüssige synthetische Kraftstoffe werden als X-to-Liquid (XtL) bezeichnet, wobei das X für den Primärenergieträger steht. Somit wird bei Biomasse als Ausgangsrohstoff von BtL-Kraftstoffen, bei Strom von Power-to-Liquid (PtL), bei Kohle von Coal-to-Liquid (CtL) und bei Erdgas von Gas-to-Liquid (GtL) Kraftstoffen gesprochen [FNR22b].
Da im Gegensatz zu den Biokraftstoffen der ersten Generation die gesamte Pflanze sowie Reststoffe und tierische Abfallprodukte als Rohstoffe eingesetzt werden können, liegt die erwartete Kraftstoffausbeute deutlich höher als beispielweise bei Ethanol oder Biodiesel. Gemäß der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe könnten Pflanzen, welche explizit für den Kraftstoffgebrauch angebaut werden, einen Ertrag von bis zu 4.000 Liter pro Hektar Anbaufläche erzielen und damit etwa 3.760 Liter Diesel ersetzen [FNR22b]. Jedoch ist ein expliziter Anbau von Pflanzen für BtL zu vermeiden und die Nutzung von Reststoffen zu bevorzugen [SeEh18, S.21].
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass spezifische Kraftstoffeigenschaften maßgeschneidert werden können. Somit werden nicht nur Kohlenstoffdioxid-Einsparungen, sondern auch eine Verringerung von Luftschadstoffen, insbesondere Stickoxide (NOx), aber auch Schwefelemissionen und Emissionen von Aromaten erreicht. [SeEh18, S.21]
Aufgrund der innovativen Natur der Biokraftstoffe der zweiten Generation können noch keine abschließenden Aussagen über das Kohlenstoffdioxid-Einsparpotential, die Kosten und die generellen Umweltauswirkungen getroffen werden. Prinzipiell gilt jedoch, dass beim Verbrennen des Kraftstoffs nur die Menge an Kohlenstoffdioxid (CO2) frei wird, welche zuvor in den organischen Rohstoffen gebunden war. Jedoch wird für die Produktion zusätzlich Energie benötigt, welche bei fossiler Bereitstellung die CO2-Bilanz negativ beeinflusst [MPG20].
Ansprechpartner
IKEM - Institut für Klimaschutz, Energie und Mobilität e.V.
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Biokraftstoffe der zweiten Generation (Stand des Wissens: 15.03.2023)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?304408
Literatur
[FNR22b] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) (Hrsg.) BtL - Biomass to Liquid, 2022
[MPG20] Diermann, Ralph Sprit aus Stiel und Stängel, 2020/03/12
[SeEh18] Bierkandt, Thomas , Severin, Michael , Ehrenberger, Simone , Köhler, Markus Klimaneutrale synthetische Kraftstoffe im Verkehr, 2018/12
[WeSc17] Wesselak, Viktor , Schabbach, Thomas , Link, Thomas, Fischer, Joachim (Hrsg.) Handbuch Regenerative Energietechnik, 2017
Glossar
Biomasse Biomasse umfasst:
  • Reststoffe wie z.B. Restholz, organische Abfälle (Biomüll, Gülle etc.), Stroh sowie
  • Energiepflanzen wie z.B. Raps, schnell wachsende Baumarten, Energiegetreide, Miscanthus.
CO
= Kohlenstoffmonoxid. CO ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und gehört damit neben Kohlenstoffdioxid zur Gruppe der Kohlenstoffoxide. Es ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas. Kohlenstoffmonoxid beeinträchtigt die Sauerstoffaufnahme von Menschen und Tieren. Schon kleine Mengen dieses Atemgiftes haben Auswirkungen auf das Zentralnervensystem.
Es entsteht bei der unvollständigen Oxidation von kohlenstoffhaltigen Substanzen. Dies erfolgt zum Beispiel beim Verbrennen dieser Stoffe, wenn nicht genügend Sauerstoff zur Verfügung steht oder die Verbrennung bei hohen Temperaturen stattfindet. Kohlenstoffmonoxid selbst ist brennbar und verbrennt mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid. Hauptquelle für die CO-Belastung der Luft ist der Kfz-Verkehr.
NOx
= Stickoxide. Ist die Sammelbezeichnung für die Oxide des Stickstoffs. Die wichtigsten Stickoxide sind Stickstoffmonoxid und Stickstoffdioxid. Es sind gasförmige Verbindungen, die sich nur wenig in Wasser lösen.
Die wichtigsten Stickoxid-Quellen sind natürliche Vorgänge, wie zum Beispiel mikrobiologische Umsetzungen im Boden, sowie Verbrennungsvorgänge bei Kraftwerken, Kraftfahrzeugen und industrielle Hochtemperaturprozesse, bei denen aus dem Sauerstoff und Stickstoff der Luft Stickoxide entstehen. Stickstoffdioxid ist ein Reizstoff, der die Schleimhäute von Augen, Nase, Rachen und des Atmungstraktes beeinträchtigt.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?303755

Gedruckt am Donnerstag, 30. Mai 2024 01:54:20