Je nach Klimazone, Technologie oder Verbrennungsmotor gelangt andere Biomasse als Rohstoff zum Einsatz. Die biogenen Treibstoffe der 2. Generation stellen weniger Ansprüche an die Eigenschaften der verwendeten Rohstoffe. Bei der Produktion von biogenen Treibstoffen aus Algenbiomasse können im Idealfall sogar Rest- und Abfallstoffe wie Rauchgase und Abwässer zur Kultivierung verwendet werden.
Grobe Übersicht der verwendeten Rohstoffe (eigene Darstellung)
Für die Herstellung von Bioethanol und Biodiesel der
1. Generation werden vorwiegend Rohstoffe verwendet, die auf fruchtbaren, ackerbaufähigen Böden angebaut werden. Es kann eine Konkurrenzsituation mit der Herstellung von Nahrungsmitteln (siehe
Nahrungsmittelkonkurrenz) entstehen.
Biogas kann aus Reststoffen der landwirtschaftlichen Produktion oder aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen werden. Werden Reststoffe aus der Landwirtschaft (Gülle, Mist) und biogene Abfälle aus Haushalten oder Gewerbe verwendet, besteht keine Konkurrenzsituation zur Nahrungsmittelproduktion.
Biogene Treibstoffe der
2. Generation sollen primär aus Reststoffen der land- und forstwirtschaftlichen Produktion hergestellt werden. Bioethanol aus Zellulose kann aus Holz, Stroh oder Gras gewonnen werden. Für die Produktion von synthetischen Treibstoffen (BtL) lassen sich praktisch alle Biomassefraktionen verwenden.
Für die Herstellung der biogenen Treibstoffe der
3. Generation wird die Biomasse von Algen, oder einzelne Bestandteile davon (Lipide, Kohlenhydrate, Kohlenwasserstoffe), verwendet. Die Kultivierung von Algen kann in offenen Becken oder in geschlossenen System, sogenannten Photobioreaktoren, durchgeführt werden. In beiden Fällen besteht keine direkte Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion um Wasser oder fruchtbares Land, da nährstoffreiche Abwässer sowie anderweitig nicht nutzbare Böden verwendet werden können. Zudem übertrifft die Biomassenproduktivität pro Flächeneinheit von Algenkulturen diejenige von Energiepflanzen der 1. Generation um ein Vielfaches, sodass bei gleicher Produktion nur ein Bruchteil der Anbaufläche benötigt wird.
Je nach Rohstoff- und Technologieeinsatz besitzen Biotreibstoffe unterschiedliche Potentiale zur Treibhausgasreduktion gegenüber fossilen Treibstoffen. Aus der folgenden Abbildung ist ersichtlich, dass vor allem biogene Treibstoffe der zweiten Generation, Fischer-Tropsch-Diesel aus Holz (BtL) und Bioethanol aus pflanzlichen Resten sowie Bioethanol aus Zuckerrohr grosse Einsparungen bei den Treibhausgasen ermöglichen (70-140%). Hingegen schneiden Bioethanol aus Mais (vor allem in den USA) und Biodiesel aus Sojabohnen oder Palmöl unter Umständen sogar schlechter als fossile Treibstoffe ab. Je nach Standort und Ressourceneinsatz kann Biodiesel aus Sojabohnen beispielsweise bis zu 110% der Treibhausgasemissionen einsparen oder aber diese um 20% erhöhen.
Einsparung von Treibhausgasen durch Biotreibstoffe gegnüber fossilen Treibstoffen, Quelle: International Panel for Sustainable Resource Management - Assessing Biofuels (2009)
Die nächste Grafik bestätigt dieses Ergebnis. Bei einer Well-to-wheel Analyse werden die gesamthaft anfallenden Emissionen von der Produktion der Pflanze bis zur Verbrennung des Treibstoffs im Automobil berücksichtigt. Nennenswerte CO2-Reduktionen pro Energieeinheit (MJ) können demnach nur durch das BtL-Verfahren und den Einsatz von Ligno-Zellulose sowie Zuckerrohr erzielt werden. Bioethanol aus Mais und Weizen kann gegenüber fossilen Treibstoffen sogar zu erhöhten CO2-Emissionen führen. So können im Fall von Mais bei optimalem Ressourceneinsatz und einem geeigneten Standort bis zu 60 Gramm CO2 je MJ eingespart werden, im schlechtesten Fall werden jedoch 20 Gramm zusätzlich emittiert.