Nr. 46/2006 vom 16.11.2006

In den Tank statt auf den Teller?

Biomasse ist ein nachhaltiger Energieträger mit grossem Potenzial. Sie in Automotoren zu verbrennen, ist jedoch Unsinn.

Von Marcel Hänggi

Oben die Nachtaufnahme einer Raffinerie, unten eine Biene im gelben Meer von Rapsblüten: Mit solchen Inseraten wirbt eine grosse Erdölfirma. Ihre Botschaft: Wir nehmen die Umwelt ernst und entwickeln saubere Treibstoffe für die Zukunft. Nachdem man in den vergangenen Wochen viel darüber gelesen hat, dass die Industrie den Umweltschutz als Chance zu begreifen beginnt, könnte man geneigt sein, den Versprechungen der Petrochemie zu glauben. Zumal sie ein einleuchtendes Argument hat: Biotreibstoffe.

Treibstoffe aus biologischem Material - Biodiesel, Ethanol (Alkohol) oder Biogas - sind theoretisch CO2-neutral. Zwar setzt ihre Verbrennung CO2 frei, doch wurde das Treibhausgas von den Pflanzen zuvor der Atmosphäre entzogen und mittels Fotosynthese unter Sonnenlicht in Zucker umgewandelt. Bioenergie ist Sonnenenergie.

Immer mehr Staaten setzen auf Bioenergie und insbesondere auf Biotreibstoffe; Universitäten forschen an Herstellungs- und Verwertungsverfahren. Doch schonen Biotreibstoffe das Klima tatsächlich? Thomas Nussbaumer, Inhaber des Zürcher Ingenieurbüros Verenum und ein Spezialist für Bioenergie, setzt hinter die Nachhaltigkeit der Biotreibstoffe ein grosses Fragezeichen.

Bedingungen der Nachhaltigkeit

Kern von Nussbaumers Überlegungen sind zwei simple Gedanken. Erstens: Damit Bioenergie als nachhaltig gelten kann, muss sie eine Reihe von Bedingungen erfüllen. Ihre Nutzung muss innerhalb der Grenzen der Regenerierbarkeit erfolgen (keine Abholzung von Wäldern); sie darf die Nahrungsproduktion nicht konkurrieren; sie darf die Biodiversität nicht beeinträchtigen (etwa durch Monokulturen); die Verschmutzung muss akzeptabel sein (was bei der traditionellen Biomassenutzung - der offenen Verbrennung beispielsweise von Holz - nicht erfüllt ist); und die sozialen Kosten müssen akzeptabel sein (menschenwürdige Arbeitsbedingungen, keine Schaffung neuer wirtschaftlicher Abhängigkeiten etc.).

Diese Haltung teilt beispielsweise der Verkehrsclub der Schweiz (VCS), wenn er schreibt, es bestehe «die Gefahr, dass das einzig Biologische an den Biotreibstoffen der Name bleibt», und ein Nachhaltigkeitslabel für Biotreibstoffe fordert.

Grundsätzlich aber begrüsst der VCS die steuerliche Begünstigung «alternativer» Treibstoffe. Dem widerspricht Nussbaumers zweiter Gedanke: Biomasse als Energieträger muss dort eingesetzt werden, wo sie am effizientesten ist, das heisst: wo sie gegenüber anderen Energieträgern am meisten CO2-Ausstoss vermeiden kann. Alles andere ist Verschwendung. Denn die Biomasse ist begrenzt. Was ineffizient verwertet wird, steht der effizienten Verwertung nicht mehr zur Verfügung.

Der Rest ist Rechnen. Wird Biomasse zum Heizen verwendet, so ersetzt 1 Megajoule (MJ) Biomasse laut Nussbaumer 1 MJ fossile Energie. Dasselbe gilt, wenn Biomasse einem modernen Kohlekraftwerk der Kohle beigemischt wird. In einem Kombigaskraftwerk mit Gasturbine und Abwärmenutzung ersetzt 1 MJ Biomasse 0,8 MJ Gas. Die Effizienz liegt hier etwas tiefer, weil die Biomasse zuerst in Gas umgewandelt werden muss, wobei Energie verloren geht.

Wird hingegen Biotreibstoff hergestellt, so vermag 1 MJ Biomasse nur noch 0,5 MJ fossile Treibstoffe zu ersetzen. Zu einem ähnlich schlechten Ergebnis kommt man, wenn man Biomasse vergast und dann nicht gleich in einem Kraftwerk verbrennt, sondern in das Erdgasnetz einspeist, wie das beispielsweise in einer Versuchsanlage des schweizerischen Paul-Scherrer-Instituts in Österreich geschieht. Damit Biogas in das Netz eingespeist werden kann, muss es nämlich rein sein und deshalb veredelt werden. Die Vergasung bringt eine Energieeinbusse von 25 Prozent mit sich, die Veredelung kostet noch einmal 25 Prozent. Nussbaumer schätzt, dass sogar ein Elektroauto, das mit Strom betrieben wird, der aus (unveredeltem) Biogas gewonnen wurde, energieeffizienter ist als eines, das direkt mit (veredeltem) Biogas fährt.

Fazit: Im direkten Vergleich hat Biotreibstoff zwar die bessere CO2-Bilanz als fossile Treibstoffe. Weil Biomasse, die in Automotoren verbrannt wird, aber nicht mehr für die wesentlich effizientere Nutzung in Kraftwerken oder Heizungen zur Verfügung steht, ist die Herstellung von Biotreibstoffen unter dem Strich eine Verschwendung.

Boomendes Geschäft

Dem Klima ist es egal, ob das CO2 im Verkehr, in der Industrie oder sonst wo freigesetzt (respektive eingespart) wird. Nicht egal ist es den AutomobilistInnen, die gerne ein gutes Gewissen hätten, der Automobil- und der petrochemischen Industrie oder der Agrarwirtschaft. Denn unterdessen boomt das Biotreibstoffgeschäft, und Autofirmen wie Petrochemie freuen sich über die Möglichkeiten, sich ein grünes Image zu verpassen. Der hohe Erdölpreis macht die Suche nach Alternativen wirtschaftlich attraktiv, und die Staaten helfen kräftig mit. So will die EU bis 2010 5,75 Prozent der fossilen Kraftstoffe durch Biokraftstoffe ersetzen und subventioniert Energiepflanzen massiv. In der Schweiz sollen Biokraftstoffe steuerlich bevorzugt werden; das Mineralölsteuergesetz befindet sich in Revision. Schweden will mit Biotreibstoffen den Benzin- und Dieselverbrauch der Autos bis 2020 halbieren. Die USA fördern die Ethanolherstellung aus Mais mit einer Steuerbefreiung und streben mehr als eine Verdoppelung der Produktion bis 2012 an. Brasilien, der weltgrösste Hersteller von Zuckerrohr, mischt dem Benzin 25 Prozent Zuckerrohrschnaps bei; heute wird die Hälfte der brasilianischen Zuckerproduktion zu Ethanol verarbeitet. Die Produktion von Bioethanol hat sich in den letzten fünfzehn Jahren weltweit verdreifacht, der von Biodiesel verzehnfacht.

Das schlägt sich in den Preisen nieder. 2005 ist der Zuckerpreis auf dem Weltmarkt nach oben geschnellt, die Rapsölpreise haben in den letzten Monaten das Anderthalbfache des Fünfjahresdurchschnitts erreicht. Die Entwicklung geht zum Teil auf Marktverzerrungen durch Subventionen zurück. Das Risiko dieser Entwicklung: Es ist denkbar, dass sich die Bioenergieherstellung dank Subventionen selbst dann rechnet, wenn die Herstellung selber mehr Energie verschlingt, als im Energieträger drinsteckt.

Ob die Treibstoffgewinnung aus eigens dafür angebauten Energiepflanzen überhaupt CO2 einsparen helfe, wird kontrovers diskutiert. Eine Studie der Cornell University (New York) kommt zum Schluss, dass die Herstellung von Biotreibstoffen mehr fossile Energie verschlingt, als durch ihren Einsatz eingespart werden kann. Andere Studien widersprechen dieser Aussage; laut der Internationalen Energieagentur bewirkt der Einsatz von Ethanol eine CO2-Reduktion. Diese sei gering, wenn das Ethanol aus Getreide gewonnen werde, höher bei Zuckerrüben und hoch bei Zuckerrohr. Unbestritten ist, dass die Energiebilanz stark von den Voraussetzungen wie etwa dem Klima abhängt. Besonders prekär ist die Bilanz, wenn Land für den Anbau genutzt wird, das bisher brachlag: Dabei werden Treibhausgase (CO2 und Stickoxid) freigesetzt, die bisher im Boden gebunden waren. Bis diese durch die Bioenergienutzung wieder kompensiert sind, vergehen je nach Schätzung zwischen dreissig und 200 Jahren.

Nahrung für Geländewagen

Der Anstieg der Zuckerpreise zeigt noch ein anderes Problem auf: Der Preisdruck auf Landwirtschaftsland und Grundnahrungsmittel steigt. Ken Cook, Präsident der Environmental Working Group in Washington, sagt: «Amerikas Farmer ernähren nicht mehr die Welt, sie ernähren Geländewagen.» Rosmarie Bär von der entwicklungspolitischen Arbeitsgemeinschaft Alliance Sud sieht die Bioenergieeuphorie mit grossem Unbehagen.

Die Hauptsorge der Hilfswerke ist, dass künftig die Autos mit den Menschen um Landwirtschaftsland konkurrieren. Bereits werden in Südostasien Wälder brandgerodet, um Land für Energiepflanzen zu gewinnen. In vielen Ländern, in denen Energiepflanzen im grossen Stil angebaut werden, seien die Landrechte labil; die BäuerInnen könnten in eine Abhängigkeit von grossen Mineralölkonzernen geraten. Der Politik traut die ehemalige Nationalrätin Bär wenig: Im Nationalrat sei zwar bei der Revision des Mineralölsteuergesetzes darüber gesprochen worden, dass nur solche Treibstoffe steuerbefreit werden dürften, die eine positive Ökobilanz aufwiesen. Doch soziale Aspekte des Anbaus von Energiepflanzen seien kein Thema gewesen.

Weiter befürchtet Bär, Energiepflanzen könnten ein Einfallstor für die Agrogentechnik sein. Die Gentechlobby verspricht heute schon transgene Pflanzen mit erhöhtem Zucker- oder Stärkegehalt. Syngenta plant die Einführung eines transgenen Energiemaises. Weil Energiepflanzen nicht gegessen werden, erhofft sich die Agroindustrie geringeren Widerstand. Eine Studie der Privatbank Sarasin vom Juli 2006 warnt vor den Risiken des Energiepflanzenanbaus und nennt dieselben Vorbehalte wie Rosmarie Bär von Alliance Sud.

Landreserven: null

Strittig ist auch, wie gross überhaupt das Potenzial von Bioenergie ist. Dass es schnell knapp werden dürfte, zeigt eine einfache Rechnung: Ein Auto, das im Jahr 13 000 Kilometer fährt, braucht zehnmal so viele Kalorien, wie ein Mensch isst (siehe WOZ Nr. 19/06). Eine britische Studie schätzt, dass ganz England ein Rapsfeld sein müsste, wollte man alle britischen Autos (inklusive Wales, Schottland, Nordirland) mit Rapsöl betreiben. Demgegenüber sagt der deutsche SPD-Energieexperte im Bundestag Hermann Scheer, mit zwei Millionen Quadratkilometer Wald könnte der Welterdölbedarf ersetzt werden (weltweit gibt es 45 Millionen Quadratkilometer Wald).

Solche Rechnungen sind stark von den getroffenen Annahmen abhängig. Das zeigt eindrücklich eine Studie der Universität Utrecht. Rein theoretisch, schreiben deren AutorInnen, könnte auf dem heute ungenutzten Land, einer Fläche von 6,6 Milliarden Hektaren, das Anderthalbfache des heutigen Welt-energieverbrauchs produziert werden. Sollten aber die Menschen in Asien und Afrika eines Tages gleich viel Fleisch essen wie die Menschen in Europa und Asien, stiege dadurch der Landverbrauch zur Nahrungsmittelproduktion so sehr, dass für Energiepflanzen überhaupt kein Land mehr übrig bliebe.

ExpertInnen sehen das sinnvoll nutzbare Potenzial deshalb nicht in eigens zu diesem Zweck angebauten Energie-pflanzen, sondern in biologischen Ab-fällen - etwa Stroh, das bei der Getreideproduktion anfällt, Küchen- und Gartenabfällen, menschlichen und tierischen Fäkalien oder Altholz.

Das Potenzial des nicht genutzten Holzes aus Schweizer Wäldern beträgt 600 Megawatt (MW), das ist die Hälfte der Leistung des AKWs Leibstadt oder rund 6,5 Prozent des derzeitigen Schweizer Stromkonsums. Holzkraftwerke werden derzeit vor allem in Deutschland und in Österreich gebaut. Doch auch hier beobachtet Nussbaumer die Entwicklungen kritisch. Denn es entstehen vor allem kleine Anlagen. Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit steigen jedoch mit zunehmender Grösse, bis die Effizienz ab 300 MW wieder abnimmt, weil nun das Holz von zu weit her transportiert werden muss. Optimal für die Schweiz, meint Nussbaumer, wären deshalb etwa vier 150-MW-Holzkraftwerke. Diese würden den Strom für 10 bis 15 Rappen pro kWh produzieren und wären damit auch wirtschaftlich attraktiv.

Nachhaltige Weltversorgung

Zu Holz und Getreideabfällen kommt die nasse Biomasse aus Haushalten, Landwirtschaft und Gartenpflege. Um diese in Energie umzusetzen, eignet sich vor allem die anaerobe Fermentation (Vergärung). Hier kann zwar 1 MJ Biomasse nur etwas mehr als 0,5 MJ fossiler Energie ersetzen. Allerdings fällt dabei von Krankheitserregern befreiter Abfall an, der als hochwertiger Dünger eingesetzt werden kann. Er ersetzt damit Kunstdünger, der seinerseits wieder unter hohem Energieverschleiss hergestellt wird. Hinzu kommt, dass Methan, das bei der Vergärung anfällt, ein viel aggressiveres Treibhausgas ist als CO2. Verbrennt man das Methan, statt es in die Atmosphäre entweichen zu lassen, trägt auch das zur Minderung des Treibhauseffekts bei. Das weltweite Potenzial von nachhaltiger Energie aus Biomasse vermutet Nussbaumer bei 25 bis 30 Prozent des heutigen Weltenergiebedarfs. Nimmt man die anderen Formen nachhaltiger Energiequellen wie Sonne, Wind, Erdwärme dazu, so müsste die Welt eigentlich vollständig nachhaltig mit Energie versorgt werden können.

Kurz gesagt: Biomasse zur Energiegewinnung ist wertvoll und hat ein grosses Potenzial. Aber wir dürfen nicht so dumm sein, dieses in Automotoren zu verschwenden.

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