Bioethanol und Biodiesel - Lösungen für das Klimaproblem? - SJ 2009/10 - Vorgelegt von Sina Fisch, Jana Koerber und Mareike Mielke ...
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Bioethanol und Biodiesel –
Lösungen für das Klimaproblem?
Vorgelegt von
Sina Fisch,
Jana Koerber
und
Mareike Mielke
Anne-Frank-Schule Bargteheide
SJ 2009/101
1. Inhaltsverzeichnis
Aufteilung Thema Seite
1. Inhaltsverzeichnis 1
2.1 und 2.2 Motivation und Einleitung 3
3.1 Einleitung in das Thema “CO2- 3
Emissionsvergleich von Benzin
und Ethanol“( Mareike)
3.2 CO2-Emissonsvergleich von 4
Ethanol und Benzin (am Beispiel
Hexan als Hauptbestandteil)
3.3 Der positive Einfluss der 5
Fotosynthese auf die Emissionen
3.4 Energiegehalt von Ethanol im 6
Vergleich zu Benzin (am
Beispiel Hexan als dessen
Hauptbestandteil)
3.5 Zusammenfassung 6
4.1 Einleitung in das Thema “CO2- 7
Emissionsvergleich von Diesel
und Biodiesel(Palmöl) (Sina)
4.2 Allgemeines über Biodiesel 7
4.3 Emissionsvergleich von Bio- 8
Diesel und Diesel
(am Beispiel von Dodekan als
Hauptbestandteil)
4.4 Daimler Chrysler testet neue 9
Methode
5. Einleitung in das Thema der 9
ethischen Auswirkungen
5.1 Direkte Auswirkungen auf die 10
Menschen
5.1.1 Enteignung der Landflächen von 10
Kleinbauern zum weiteren
Anbau von
Energiepflanzen
5.1.2 Ernährungssicherheit wird 10
gefährdet
5.1.3 Nahrungsmittelpreise steigen an 11
5.2 indirekte Auswirkungen auf die 12
Menschen
5.2.1 Wasserverfügbarkeit und – 12
qualität2
5.2.2 Bodennutzung/ Risiko für den 13
Boden
5.2.3 Urwälder werden gerodet für 13
mehr Fläche zum Anbau von
Energiepflanzen
5.2.3.1 Gefährdung der 13
Urwaldmenschen und deren
Nahrung
5.2.3.2 Gefährdung der Tiere 14
6. Quellen 14
7 Anhang und Genehmigungen 153
2.1 Motivation
In unserem Klimaprojekt stellen wir uns die Frage, ob erneuerbare Kraftstoffe
umweltfreundlicher sind als fossile Kraftstoffe. Hierfür untersuchen wir uns die Beispiele
Ethanol und Biodiesel aus Palmöl. Des weiteren behandeln wir die Probleme, die durch den
vermehrten Anbau von Energiepflanzen entstehen. Hierbei nutzen wir unter anderem das
Beispiel Brasilien.
Aufgrund eines Berichtes, welchen ein Mitglied unserer Gruppe im öffentlich-rechtlichen
Fernsehen durch Zufall gesehen hatte, diskutierten wir, da gerade Klimawandel-Projektwoche
war, mit einigen Klassenkameraden über die Umweltfreundlichkeit von Ethanol und
Biodiesel. Damals bestand die Gruppe vorerst aus zwei Personen. Da beide
Gruppenmitglieder an chemischen Prozessen interessiert waren, kam der Vorschlag von
Mitarbeitern des Max-Planck-Instituts sich mit den CO2- Emissionsvergleichen der Stoffe zu
den fossilen Kraftstoffen zu beschäftigen. Daher entschlossen wir uns das Thema auch aus
eigenem Interesse zu wählen, denn das Erdöl wird knapp.
Da eine weitere Person zum Halbjahr hin mit in die Gruppe eingestiegen ist, wählte sie ein
Thema, welches zu dem anderen passte. Da für die Produktion von Biokraftstoffen viel Fläche
zum Anbau der Energiepflanzen benötigt wird, kam ihr/uns die Idee, dass man etwas dazu
ausarbeiten könnte, welche Probleme durch die vermehrte Ausbreitung der
Energiepflanzenplantagen entstehen könnten.
2.2 Einleitung
Immer wieder ist das Thema der Biokraftstoffe in den Medien. Die Meinungen der
Wissenschaftler, betreffend die Umwelteffizienz der Kraftstoffe aus Energiepflanzen gegen-
über den fossilen Kraftstoffe, sind gespalten. Einige sagen es ist umweltfreundlicher, mit
Biokraftstoffen zu fahren, andere sind der Auffassung, dass Biokraftstoffe dem Klimawandel
nicht entgegen wirken können. Auch ethische Aspekte spielen hierbei eine große Rolle.
In den nachfolgenden Texten gehen wir der Frage auf den Grund, inwiefern die Verwendung
von Biokraftstoffen das Problem der CO2- Emissionen lösen kann. Des weiteren wird auch
der ethische Hintergrund des Themas nicht aus den Augen verloren.
3.1 Einleitung in das Thema “CO2-
Emissionsvergleich von Benzin und Ethanol“
Brasilien ist der einzige Staat, welcher auf der Erde im großen Stiel mit Ethanol fährt. Dieses
hat nicht nur einen niedrigeren Kraftstoffpreis, sondern wird auch noch im eigenen Land
hergestellt, was Transportkosten drückt. Doch auch die Unabhängigkeit vom Erdöl ist ein
entscheidender Punkt. Kein anderes Land auf der Erde fährt so erfolgreich und effizient mit
Ethanol im Tank. Die gesamte Bevölkerung steht hinter dem Kraftstoff. Das war einer der
wichtigsten Faktoren um den Kraftstoff so erfolgreich zu machen.4
Am Beispiel von Brasilien wird in den nachfolgenden Texten die Emissionsfreundlichkeit von
Ethanol untersucht und daher auch, inwieweit die Nutzung von Ethanol als Kraftstoff dem
Klimawandel entgegen wirken kann.
3. 2 CO2-Emissonsvergleich von Ethanol und Benzin
(am Beispiel Hexan als Hauptbestandteil)
Ethanol wird aus Energiepflanzen hergestellt, die durch Gärung und Destillation zu Ethanol
verarbeitet werden.
Bei der Gärung wird die durch Fotosynthese gewonnene Glukose (C6H12O6) mit Enzymen zu
Kohlenstoffdioxid und Ethanol verarbeitet. Die allgemeine Gleichung der Gärung lautet:
Glukose Æ Ethanol + Kohlenstoffdioxid
C6H12O6 Æ 2 C2H5OH + 2 CO2
Aus dem Ethanol wird durch Destillation das Wasser heraus destilliert, sodass der
Alkoholgehalt steigt und somit auch die Verbrennungsenthalpie (Energie, die bei der
Verbrennung entsteht).
Benzin besteht aus verschiedenen Alkanen, die alle nur zu einem geringeren Anteil als Hexan
vorhanden sind. Um einen realistischen und unkomplizierten Vergleich herstellen zu können,
wählt man den Hauptbestandteil, Hexan. Es ist je nach Mischung zwischen 6-15 % (Quelle:
E-Mail Antwort von Aral) im Benzin enthalten.
Am Beispiel von Hexan stellen wir die CO2-Emissionen denen des Ethanols gegenüber.
Die allgemeinen Verbrennungsgleichungen lauteten folgendermaßen:
Für Ethanol:
Ethanol + SauerstoffÆ Kohlenstoffdioxid + Wasser
C2H5OH + 3O2 Æ 2CO2+ 3H2O
Für Hexan:
Hexan + Sauerstoff ÆKohlenstoffdioxid + Wasser
2C6H14 + 19O2Æ12 CO2 + 14 H2O
Dies bedeutet, dass
- pro Molekül Hexan 6 Moleküle CO2 entstehen.
- pro Molekül Ethanol 2 Moleküle CO2 entstehen.
Allerdings liegt die Verbrennungsenthalpie bei Ethanol um ein Vielfaches niedriger als bei
Hexan (siehe auch Text „Energiegehalt von Ethanol im Vergleich zu Benzin).
Daher wird 1,5 Mal (WBGU 2009, S.40) so viel Ethanol gebraucht, um die gleiche
Energieausbeute zu erreichen. Dennoch entstehen bei den Verbrennungsprozessen weniger
CO2 Moleküle als bei der Verbrennung von Benzin. Sie unterscheiden sich noch um 3
Moleküle Kohlenstoffdioxid. Rechnet man aber nun die bei den Brauprozessen entstehenden
CO2 -Moleküle hinzu, kommt man auf 4 Kohlenstoffdioxid -Moleküle pro verbranntem
Ethanol Molekül. Daher ist es immer noch umweltfreundlicher mit Ethanol zu fahren als mit
Hexan, dem Hauptbestandteil von Benzin.
Dies liegt an der Anzahl der Kohlenstoff Atome (C-Atome) und an der Enthalpie (siehe Text
3.3 Energiegehalt von Ethanol im Vergleich zu Benzin (am Beispiel Hexan als
Hauptbestandteil)). Je mehr C-Atome im Molekül vorhanden sind, also je länger die Kette,
desto mehr CO2 entsteht bei der Verbrennung.5
Das heißt, wenn Ethanol als Ersatzstoff für Benzin verwendet wird, ist dies im Vergleich
umweltfreundlicher. In der nachfolgenden Darstellung wird dieser Reaktionsprozess
besonders deutlich. Auch wird dieser noch mal tiefergehend erläutert. Hier sind sowohl das
Hexan - Molekül als auch das Ethanol - Molekül in Lewis Schreibweise aufgeführt:
Ethanol (C2H5OH):
Abb. 2 : Ethanol in der Lewis-
Schreibweise
Von Mareike Mielke
Hexan (C6H14):
Abb. 3 : Hexan in der Lewis- Schreibweise
Von Mareike Mielke
Vergleicht man beide Moleküle miteinander, so fällt auf, dass Hexan aus mehr
Kohlenstoffatomen pro Mol Stoff besteht als Ethanol. Das ist der Grund für den höheren
Kohlenstoffdioxidausstoß.
Je mehr Kohlenstoffatome in einem Molekül vorhanden sind, desto größer ist der Ausstoß an
Kohlenstoffdioxid.
3. 3 Der positive Einfluss der Fotosynthese auf die
Emissionen
Durch Fotosynthese wandeln die Pflanzen CO2 und Wasser mit Hilfe von Sonnenenergie in
Glukose und Sauerstoff um.
Die allgemeine Reaktionsgleichung für die Fotosynthese ist folgende:
Kohlenstoffdioxid + Wasser Æ Glukose und Sauerstoff
6 CO2 + 6 H2O Æ C6H12O6 + 6 O2
Dadurch kann man sehen, dass die Pflanze das bei der Verbrennung von Ethanol entstehende
CO2 und das Wasser in Sauerstoff und Glukose umwandeln, sodass daraus bei Ethanol eine
100% Kohlenstoffdioxid - Einsparung entsteht. Dies gilt jedoch nur, wenn genug Pflanzen
vorhanden sind, die das Kohlenstoffdioxid mit Wasser in Sauerstoff und Glukose umwandeln
können. Des weitern muss genug Aktivierungsenergie vorhanden sein, damit ein optimales
Ergebnis erzeugt wird. All diese Voraussetzungen sind in Brasilien gegeben: hohe
Sonneneinstrahlung und genügend Anbaufläche für Zuckerrohr.
Das CO2, das bei der Verbrennung von Hexan frei wird, könnte theoretisch, sollten genug
Pflanzen vorhanden sein, zur Hälfte von den Pflanzen umgewandelt werden, denn bei der
Verbrennung von Hexan entstehen 12 Moleküle CO2. Die andere Hälfte würde dennoch an die
Atmosphäre abgegeben werden. Allerdings sind zurzeit in Brasilien nicht genug Pflanzen
vorhanden, um den Kohlenstoffgehalt in dieser Weise zu senken.
66
3. 4 Energiegehalt von Ethanol im Vergleich zu
Benzin (am Beispiel Hexan als Hauptbestandteil)
Benzin besteht aus verschiedenen Alkanen, die alle nur zu einem geringeren Anteil als Hexan
vorhanden sind. Um einen realistischen und unkomplizierten Vergleich herstellen zu können,
wählt man den Hauptbestandteil, Hexan.
Die Verbrennungen von Ethanol und von Hexan sind exotherme Rektionen: Sie geben bei
ihrer Verbrennung Energie ab.
Durch Rechnungen, in die die Dichte einfließt, lassen sich die Enthalpie-Werte von Benzin
berechnen. Der Wert von Ethanol kann der Enthalpie-Tabelle entnommen werden.
Daher ergeben sich folgende Verbrennungs-Enthalpie-Werte:
Ethanol: 23 454 kJ L-1
Benzin: 32 000 kJ L-1
Auffallend ist hier, dass die Enthalpie-Werte der beiden Kraftstoffe wesentlich
auseinanderliegen. Der fossile Kraftstoff, also Benzin, hat eine wesentlich höhere Enthalpie
als Ethanol, also der nachwachsende Rohstoff. Daher kann man einen wesentlich größeren
Weg mit dem Auto zurücklegen, wenn man mit Benzin fährt, da der Energiewert ungefähr
1,5-mal so hoch liegt wie der von Ethanol (siehe auch Text CO2-Emissionsvergleich von
Ethanol und Benzin).
3.5 Zusammenfassung:
Zusammengefasst kann man sagen, dass Ethanol umweltfreundlicher in Brasilien ist als
Benzin. Denn die bei der Herstellung und Verbrennung von Ethanol auftretenden
Ethanolmoleküle sind weniger als bei Benzin. Daher kann die Nutzung von Ethanol in
Brasilien dem Klimawandel entgegen wirken.
Obwohl Ethanol eine geringere Enthalpie hat als Benzin, trifft dieser Fakt immer noch zu.
Æ Ethanol im Tank in Brasilien ist umweltfreundlicher als Benzin (Hexan).
4.1 Einleitung in das Thema „CO2 –
Emissionsvergleich von Diesel und
Biodiesel(Palmöl)“
Biodiesel ist ein Kraftstoff, der gegenüber fossilem Diesel immer mehr bevorzugt wird. An
dem Beispiel, welches unten aufgeführt ist, wird Biodiesel aus dem Pflanzenöl der Ölpalme7
hergestellt. In den folgenden Texten wird untersucht, ob Biodiesel aus Pamöl
emissionsfreundlicher ist als fossiler Diesel.
4.2 Allgemeines über Biodiesel
Biodiesel ist ein Kraftstoff, der aus verschiedenen Pflanzenölen hergestellt werden kann. Die
hauptsächlichen Pflanzenstoffe, die für die Biodieselproduktion verwendet werden, sind
Raps-, Soja-, und Palmöl. Biodiesel verbreitet sich in Europa immer weiter und wird auch
immer mehr genutzt. Seit dem Jahre 2000 hat sich die Biodieselproduktion fast um das
Zehnfache erhöht. Biodiesel wird aus Pflanzenölen hergestellt, die dann verestert werden, um
brauchbar gemacht zu werden.
Derzeit darf dem fossilen Diesel weltweit nicht mehr als 5% des Biodiesels beigemischt
werden, da es nur so für unsere Motoren verträglich ist; dies ist in Deutschland an den
Tankstellen schon zu einem Standard geworden. Bei neu entwickelten Hochleistungsmotoren
kann man sogar mit 100% Biodiesel fahren, und dieser ist auch bereits in Deutschland an
etwa 1.900 Tankstellen erhältlich.
Es gibt mehrere Aussagen über den Energiegehalt von Biodiesel aus Palmöl. Biodiesel hat
zwar zu 96% denselben Energiegehalt wie fossiler Diesel, jedoch hat Biodiesel laut der
WBGU (WBGU 2008) bessere physikalische Eigenschaften, welche wären: Viskosität oder
auch die Cetanzahl. Im Jahre 2008/09 lag die weltweite Produktion bei etwa 43 Mio. Tonnen
und derzeit liegt der Biokraftstoffverbrauch alleine von Palmöl bei 5% des Weltmarktes.
Doch trotz dieser eigentlich guten Bilanzen gibt es auch hier wesentliche negative Aspekte,
die in einigen Ländern zu echten Problemen führen können.
Laut der Analyse von Greenpeace 2008 werden in Deutschland 20% des beigemischten
Biodiesels aus Sojaöl hergestellt. Die Europäische Union ist mit einem Weltmarktanteil von
60% der Hauptproduzent von Biodiesel, hauptsächlich Deutschland und Frankreich, dies gilt
allerdings nur für den Anbau von Raps. Die Hauptproduzenten von Palmöl sind Indonesien
und Malaysia. Diese beiden Länder machen zusammen 85% der Weltproduktion (Stand 2007)
aus, die Masse beträgt demnach ca. 39 Mio. Tonnen.
Der internationale Export von Biodiesel lag 2007 bei ca. 1,3 Mrd. Liter und deckte damit 12%
der weltweiten Produktion ab. Hierbei waren die Hauptexporteure Indonesien und Malaysia
mit je 400 Mio. Liter, Hauptimporteur war die EU mit 1,1 Mrd. Liter. In Indonesien wurde die
Anbaufläche für die Ölpalme in den letzten 30 Jahren kontinuierlich erhöht. Im Jahre 1985 lag
die Anbaufläche bei 0,6 Millionen Hektar, stieg allerdings bereits im Jahre 1999 auf bis zu 3
Millionen Hektar.
Laut dem letzten Stand sind es im Jahre 2004 bereits 5,4 Millionen Hektar geworden und es
soll auch noch weiter ansteigen, denn für das Jahr 2008 sollen etwa 8,4 Millionen Hektar
erreicht werden. Es sind bereits alle notwendigen Anträge gestellt um die Anbaufläche um
weitere 20 Millionen Hektar zu erweitern. Dies könnte man vergleichen mit einer Fläche die
fünfmal so groß ist wie die Schweiz ( 41.285 km2 )
Palmöl setzt sich aus mehreren Stoffen zusammen (s. Abb. 4):8
44,3 % Palmitinsäure (Hauptbestandteil)
Abb. 4: Prozentuale Darstellung der 38,7 % Ölsäure (Hauptbestandteil)
Bestandteile von Biodiesel und Palmöl 10,5 % Linolsäure
4,1 % Stearinsäure
1,0 % Myristinsäure
Die globale Produktion hat in den letzten Jahren weiter zugenommen, doch ist sie inzwischen
wieder rückläufig, da sich die Rohstoffpreise erhöht haben, und die nationalen
Steuervergünstigungen sich verändert haben.
Ein weiteres Problem ist darin zu sehen, dass die Ölpalmen in großen Plantagen angebaut
werden. Um die Ölpalme dort anbauen zu können muss eine sehr große Regenwaldfläche
abgeholzt werden. Gerade in Südostasien wird dies zu einem großen Problem und gilt sogar
als eins der größten Umweltprobleme dort (im folgenden Text 5.2.3 „ Urwälder werden
gerodet für mehr Fläche zum Anbau von Energiepflanzen“ wird dieser Aspekt noch weiter
ausgeführt).
Palmöl wird in sogenannten Ölmühlen produziert; bei diesem Prozess fällt eine erhebliche
Menge an Abwasser an. Dazu kommen noch, dass durch Fäulnisprozesse nicht unerhebliche
Mengen an Methan entstehen, welche dann in die Atmosphäre ausgestoßen werden und dort
als Treibhausgas wieder zur Klimaveränderung beitragen.
4.3 CO2 - Emissionsvergleich von Bio-Diesel und
Diesel ( am Beispiel von Dodekan als
Hauptbestandteil)
Am Beispiel von Dodekan, Hauptbestandteil von Diesel, stellen wir die CO2 – Emissionen
gegenüber. Die allgemeine Verbrennungsgleichung lautet folgendermaßen:
Für Dodekan:
Dodekan + Sauerstoff Æ Kohlenstoffdioxid + Wasser
2 C12 H26 + 37 O2 Æ 24 CO2 + 26 H2O
Palmöl ( mit dem Hauptbestandteilen: Palmitinsäure & Ölsäure) :
Palmitinsäure: C15 H31 COOH + 24 O2 Æ 16 CO2 + 16 H2O
Ölsäure: 2C17 H33 COOH + 51 O2 Æ 36 CO2 + 34 H2O
Palmitinsäure + Sauerstoff Æ Kohlenstoffdioxid + Wasser
Ölsäure + Sauerstoff Æ Kohlenstoffdioxid + Wasser
Dies bedeutet, dass
• pro Molekül Dodekan 12 Moleküle CO2 entstehen.
• pro Molekül Palmitinsäure 16 Moleküle CO2 entstehen.
• pro Molekül Ölsäure 18 Moleküle CO2 entstehen.9
Allerdings liegt die Verbrennungsenthalpie von Dodekan niedriger als bei Biodiesel. Die
Verbrennungsenthalpie von Diesel (Dodekan) liegt bei 33 808 kJ/l, hingegen liegt die
Verbrennungsenthalpie von Biodiesel (Palmöl) in etwa bei 37 000 bis 39 300 kJ/l. Daran ist
zu erkennen, dass sich die beiden Stoffe nicht wesentlich unterscheiden.
4.4 Daimler testet neue Methode
Daimler testet derzeit einen neuen Biokraftstoff, welcher den Namen NExBtL (Next
Generation Biomasse- to- Liquid) trägt. Dieser neue Kraftstoff wird aus Palmöl hergestellt
und besteht aus Kohlenstoffwasserketten, die jedoch dieselbe Grundformel wie fossiler
Kraftstoff haben. Der einzige Unterschied zu den fossilen Kraftstoffen ist, dass dieser neue
Biokraftstoff nicht umgeestert werden muss. Hierdurch wird wiederum CO2 eingespart.
Jedoch wenn man in eine solche Anlage für diesen Kraftstoff in Deutschland investieren
würde, läge man bei den Investitionen etwa bei 200-300 Millionen Euro. Bei einer solchen
Anlage würde die Kapazität bei 100.000 Tonnen pro Jahr liegen. Wenn man dies mit einer
Anlage für Biodiesel vergleicht, wären deren Kosten knapp ein Zehntel des eben genannten
Preises(20-30 Millionen Euro), jedoch bei gleicher Kapazität.
Peter Harry Carstensen, der Ministerpräsident des Landes Schleswig-Holstein, sagte am
27.04.2008 in der FAZ (Frankfurter Allgemeine Zeitung) am Sonntag, dass eine solche
Anlage in Schleswig-Holstein alles Stroh aus dem Land benötigen würde, da hier in
Deutschland keine Ölpalme angebaut werden kann. Das Verbrauchen des gesamten Strohs,
würde jedoch zu Lasten der Bodenfruchtbarkeit gehen.
Der Biokraftstoff wird derzeit bereits an Bussen und LKWs getestet. Es heißt, dass der CO2-
Ausstoß um bis zu 15% verringert wird, Daimler selber berichtet, dass die Gesamtbilanz sogar
knapp 60% besser sei. Nicht nur Daimler Chrysler fördert dieses Projekt, sondern auch die
Deutsche Post und andere Unternehmen engagieren sich an diesem Projekt. Laut Daimler
Chrysler soll dieses Projekt noch bis 2011 weitergeführt und getestet werden. Doch
Umweltschützer sind der Meinung, dass es auch hier wieder ein großes Problem mit der
Herstellung gibt, denn auch hier müssen wieder große Urwaldflächen in Indonesien oder
Malaysia gerodet werden. Nach eigenen Angaben des Herstellers legt er großen Wert auf eine
nachhaltige Produktion von Palmöl. In Europa gibt es bereits Richtlinien, wie die Produktion
von Palmöl aussehen muss, doch weltweite Bestimmungen bestehen nicht und sind auch
nicht in Sicht.
5. Ethische Auswirkungen auf die entsprechend
betroffene Bevölkerung durch vermehrten Anbau
von Energiepflanzen
Der Anbau von Energiepflanzen kann positive wie auch negative Auswirkungen haben. In
den folgenden Texten wird erläutert, welche negativen Auswirkungen es durch vermehrten
Anbau geben kann. Denn durch den vermehrten Anbau von Energiepflanzen-Plantagen gibt
es große Probleme. Es werden zuerst die Auswirkungen erläutert, die sich direkt auf die10
Menschen beziehen, und anschließend die indirekten Auswirkungen auf die Menschen.
Anhand der Länder Brasilien für Zuckerrohr und Indonesien und Malaysia für Palmöl als
Beispiel wird das Thema analysiert. Brasilien, Indonesien und Malaysia sind extreme
Beispiele und daher gut zum Darstellen der Auswirkungen geeignet.
5.1 direkte Auswirkungen auf die Menschen
Zu den direkten Auswirkungen auf die Menschen gehört zum einen die Enteignung der
Landflächen der Kleinbauern, damit die Großgrundbesitzer mehr Energiepflanzen-Plantagen
anlegen können. Zum anderen gehören auch noch die Gefährdung der Ernährungssicherheit
und der Anstieg der Nahrungsmittelpreise zu den direkten Auswirkungen. In den
nachfolgenden drei Texten werden die drei Punkte genauer erläutert.
5.1.1 Enteignung der Landflächen von Kleinbauern
zum weiteren Anbau von Energiepflanzen-
Plantagen
In Brasilien, wo aus Zuckerrohr so viel Ethanol hergestellt wird wie nirgendwo anders,
besitzen ca. 10% der Bevölkerung 80% des Landes. Darunter sind ca. 4.000
Großgrundbesitzer, denen 85 Millionen Hektar (ha) Land gehören. Dass so wenige aus der
Bevölkerung so viel Land besitzen liegt daran, dass die Großgrundbesitzer, welches
wohlhabende Herren sind, den Kleinbauern, welchen das Land vorher gehörte, ihr Land
einfach weggenommen haben. Dafür wurde sogar Gewalt angewandt.
Es gibt noch wenige Bauern, die eigenes Land besitzen, obwohl viele der Flächen ungenutzt
bleiben. Das lässt sich dadurch erklären, dass aufgrund der erhöhten Nachfrage nach
Agrarrohstoffen die Preise der Landflächen ansteigen und der Staat so den Landankauf von
Kleinbauern kaum noch finanzieren kann.
Da die Kleinbauern sonst keine Arbeit haben, arbeiten viele von ihnen auf den Plantagen als
Saisonarbeiter. Die Saison geht jedoch nur 4-5 Monate lang, und da man als Plantagenarbeiter
sehr wenig Geld bekommt, gerade mal ungefähr 150 Euro im Monat (Spiegel Online,
23.1.2009), ist es sehr schwer, damit über das ganze Jahr auszukommen. Das daraus folgende
Problem wäre die Ernährungssicherheit, zu der beim nächsten Punkt etwas gesagt wird.
Nicht nur das Geld, welches sie bekommen, ist sehr gering, sondern auch der Rest der Arbeit
ist nicht sehr positiv zu bewerten. Die Zuckerrohrschneider werden auf den Plantagen wie
„Sklaven“ behandelt (Spiegel Online, 23.1.2009). Die Arbeitsbedingungen auf den Plantagen
sind furchtbar. Obwohl in Brasilien die Sklaverei natürlich verboten ist, wird dieses Gesetz
nicht befolgt und auch nicht durchgesetzt. Die Männer arbeiten sechs Tage die Woche im
Akkord, ohne ausreichend Trinkwasser, in glühender Hitze ohne Schatten und zwischen Staub
und Asche. Die Arbeit ist für die Männer extrem hart. Viele werden krank und manche
sterben sogar auf den Plantagen. Es gibt eine Studie, die besagt, dass die Zuckerrohrsklaven
vor dem Verbot der Sklaverei im Durchschnitt besser ernährt wurden als ihre Nachfolger
heute.11
5.1.2 Ernährungssicherheit wird gefährdet
Die Definition von Ernährungssicherheit nach der FAO (Organisation der Vereinten Nationen
für Ernährung und Landwirtschaft) ist, „dass alle Menschen zu jeder Zeit ungehinderten
physischen, sozialen und ökonomischen Zugang zu ausreichender und ausgewogener
Ernährung haben sollen, um ein aktives und gesundes Leben zu führen“ (WBGU 2008).
Dadurch, dass die Flächen, auf denen die Energiepflanzen angebaut werden, immer mehr
ausgebaut werden, wird der Nahrungsmittelanbau von z.B. Reis, Bohnen oder Kartoffeln
immer geringer und auch die Wasserressourcen zur Nahrungsmittelproduktion werden
entzogen, und so wird die Ernährungssicherheit besonders in einkommensschwachen
Entwicklungsländern gefährdet.
Bioenergie lässt sich durch andere Energieträger ersetzen, Nahrungsmittel jedoch nicht.
Zurzeit wird noch genügend Nahrung produziert, sodass der Kalorienbedarf aller Menschen
gedeckt ist. Doch es muss global mindestens so viel landwirtschaftliche Fläche zur Verfügung
stehen, dass alle Menschen eine durchschnittliche Kalorienversorgung von 2.700 kcal pro
Person und Tag haben. Die globale Nahrungsmittelproduktion liegt derzeit nach Angaben der
FAO bei ca. 2.800 kcal pro Person und Tag (Beese 2004). Zurzeit liegt das Problem der
Unterernährung also eher beim Zugang und der Verteilung, doch das könnte sich bei weiterer
Zunahme der Flächen zum Anbau von Energiepflanzen ändern. Da bereits heute schon ein
Drittel der Weltgetreideernte als Futtermittel benutzt wird, muss die globale
Nahrungsmittelproduktion bis 2030 um 50% und bis 2050 um ca. 80% gesteigert werden.
5.1.3 Nahrungsmittelpreise steigen an
Das Gewinn bringende
Zuckerrohr, welches den
Nahrungsmittelanbau
einschränkt, ruft einen
Preisanstieg der
Lebensmittel hervor.
Landbesitzer entscheiden
individuell, welche
Landnutzung sie
verwenden. Solange es
keine Regulierung durch
die Gesellschaft oder den
Staat gibt, wird dasjenige Agrargut produziert, Abb. 5: Zeitlicher Verlauf von Nahrungsmittel-
von dem sich der Landbesitzer am meisten und Ölpreisen seit 1980. Lebensmittelpreisindex
Gewinn erhofft. 2005 = 100; enthalten sind: Getreide, Pflanzenöl,
Der Gewinn hängt zum größten Teil von den Fleisch, Fisch, Zucker, Bananen und Orangen
Kosten für Produktion, Vorprodukte sowie der Preisindex von Rohöl (2005 = 100).
(Quelle: WBGU 2008)
(Maschineneinsatz, Düngemittel,
Pflanzenschutz) und Verkauf ab, sowie von den
Preisen für die in Frage kommenden
Endprodukte.12
Steigt der Preis von Energiepflanzen im Vergleich zu anderen Agrarprodukten aufgrund einer
steigenden Nachfrage an Energiepflanzen, so werden verstärkt Energiepflanzen angebaut und
das Angebot an Nahrungs- und Futtermitteln geht zurück, sodass auch die
Nahrungsmittelpreise ansteigen. Der Preis und die Nachfrage von Energiepflanzen sind unter
anderem abhängig von dem Preis für fossile Energieträger, die durch Bioenergie ersetzt
werden können, sodass zum Beispiel ein Anstieg der Ölpreise zu steigenden
Nahrungsmittelpreisen führt (Abb. 5). Die hohen Rohölpreise, die 2008 zeitweise bei über
140 US-$ pro Barrel (Barrel = Fass; US-amerikanisches Barrel sind 158,987 Liter) lagen
(Abb. 5), und die derzeitigen Beimischungsquoten für Biotreibstoffe in den USA und der EU
führen zurzeit zu einem verstärkten Anbau von Getreide, Zucker und Palmöl zur Herstellung
von Bioethanol oder Biodiesel. Besonders problematisch ist es für die Entwicklungsländer,
die Nahrungsmittel importieren und deren Handelsbilanz sich durch die steigenden Preise
verschlechtert. Überwiegend ist das der Fall, wenn die durch den Anbau beziehungsweise den
Export von Biokraftstoffen erzielten Einnahmen nicht ausreichend sind, um Nahrungsmittel
einkaufen zu können, bzw. die Preise zu stark schwanken.
Zwischen 2005 und 2008 sind die Nahrungsmittelpreise im Durchschnitt um 83% gestiegen.
Es ist möglich, dass es weitere Steigerungen, auch durch Biodiesel, geben wird. Sie schränken
die Möglichkeiten für Menschen mit niedrigen Einkommen beim Kauf von Nahrungsmitteln
weiter ein.
5.2 Indirekte Auswirkungen auf die Menschen
Zu den indirekten Auswirkungen auf die Menschen gehört zum Beispiel die Verfügbarkeit
von Wasser und auch die Wasserqualität. Es ist wichtig, dass die Menschen genügend Wasser
auch gute Wasserqualität haben, damit sie nicht erkranken. Darüber hinaus gehört das Risiko
für den Boden bei der Bepflanzung und Nutzung dazu. Nicht zu vergessen ist die Rodung der
Urwälder, damit mehr Fläche zum Anbau von Energiepflanzen gegeben ist. Dabei werden die
Tiere, die dort leben, und die Urwaldmenschen gefährdet.
5.2.1 Wasserverfügbarkeit und -qualität
Wenn der Ausbau von Bioenergiepflanzen die Wasserverfügbarkeit und –qualität einschränkt,
dann hat das negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Betroffenen und verringert die
Ernährungssicherheit, da kranke Menschen Nahrung schlechter verarbeiten können.
Einen schweren Eingriff in den Wasserhaushalt in trockenen Regionen bedeutet der Anbau
von Zuckerrohrplantagen. Zur Herstellung von einem Liter Ethanol werden 13 Liter Wasser
verbraucht und ca. 600 Liter Wasserverbrauch sind es im bewässerten Zuckerrohranbau.
Außerdem entstehen mit jedem Liter Ethanol noch einmal 12 bis 13 Liter giftiges Abwasser.
Eine ungesteuerte Ausweitung des Energiepflanzenanbaus und nicht angepasste
Anbausysteme können den Nutzungsdruck auf die verfügbaren Wasserressourcen stark
erhöhen.
Energiepflanzen können zukünftig möglicherweise große, derzeit aber kaum untersuchte
Auswirkungen auf die Wassernutzung haben.13
5.2.2 Bodennutzung / Risiko für den Boden
Einjährige Energiepflanzen wie Raps, Getreide oder Mais schaden dem Boden mehr als
mehrjährige Energiepflanzen wie z. B. Palmöl oder Zuckerrohr. Sie richten sich nicht genug
nach den Zielen des Bodenschutzes. Der Bodenschutz beinhaltet zum einen die
Bodendegradation (= Bodenabbau) durch Erosion (Abtragen der Erde durch
Witterungseinflüsse, wie z. B. Wind oder Regen) und zum anderen die Salzkonzentration des
Bodens. Um den Boden zu schützen dürfen bestimmte Werte nicht überschritten werden, da
ihm sonst Schaden zugefügt wird. Die mehrjährigen Anbausysteme hingegen können die
heruntergekommenen flächen sogar wieder in Schwung bringen.
5.2.3 Urwälder werden gerodet für mehr Fläche
zum Anbau von Energiepflanzen
In Brasilien werden zurzeit noch keine Regenwälder abgeholzt, damit mehr Fläche für
Energiepflanzen zur Verfügung steht, doch in Indonesien und Malaysia müssen bereits die
Bäume der Urwälder Platz machen, damit die ansteigende Nachfrage nach Biodiesel durch
das Anbauen der Energiepflanzen gedeckt werden kann. Zwar stehen die Regenwälder in
Brasilien noch, da derzeit genügend Land zur Verfügung steht, auf dem man Energiepflanzen
anbauen kann, doch bei noch extremer ansteigender Nachfrage könnte sich auch das in naher
Zukunft ändern.
Die Abholzung der Urwälder in Indonesien und Malaysia zerstören nicht nur das Ökosystem,
sondern es werden auch große Mengen an Kohlenstoffdioxid (CO2) freigesetzt, was den
Treibhauseffekt verstärkt. Dadurch bringt das eingesparte CO2 durch die Biostoffe recht
wenig, da sogar mehr CO2 durch die Waldrodung wieder freigesetzt wird.
5.2.3.1 Gefährdungen von Urwaldmenschen
sowie deren Nahrung
Die einheimische Bevölkerung braucht den Urwald zum Überleben, doch ihr Lebensraum
wird ihnen genommen. Die Urwaldbewohner, die in den Wäldern leben, finden keine Sago-
Früchte mehr, welches ein Grundnahrungsmittel für sie ist. Um ihre Häuser zu bauen,
benutzen die Urwaldmenschen Nipah-Pflanzen, doch durch die Rodung der Wälder fehlen
auch diese. Sie werden immer weiter aus den Urwäldern vertrieben.14
5.2.3.2 Gefährdungen von Tieren
Die Urwälder Indonesiens sind der letzte Unterschlupf für Orang-Utans, Sumatra-Elefanten,
Java-Nashörner und Sumatra-Tiger. Diese Arten drohen auszusterben, wenn ihre Heimat
zerstört wird.
Zurzeit leben noch etwa 50.000 Orang-Utans in Indonesien und Malaysia in freier Wildbahn,
doch jährlich kommen rund 5.000 Tiere um, weil ihr Lebensraum, der Urwald, zerstört wird.
Mehr als 1.500 Orang-Utans wurden im Jahre 2006 von Plantagenmitarbeitern gefangen und
getötet, weil sie auf der Suche nach Nahrung oder aus Neugier in die Plantagen eindringen
und die Ölpalmen anfressen.
6.Quellen
Beese, F. O. (2004): Ernährungssicherung als Produktions- bzw. Verteilungsproblem
Fakten zur aktuellen Diskussion von der EOP Biodiesel AG;
http://www.eopbiodieselag.de/biodieselargumente.php?mid=4,5 (Datum: 2.04.2010)
Frankfurter Allgemeine Sonntagszeitung (29.05.2005): Abschied von der Zuckerrübe, Die
Konkurrenz wird als Sklavenhalter bezeichnet,
http://www.faz.net/s/RubEC1ACFE1EE274C81BCD3621EF555C83C/Doc~E4D19AC9C211
4488DA17602FFEE9B75C2~ATpl~Ecommon~Scontent.html (03.02.2010)
Greenpeace Deutschland (2008): Biokraftstoffe und Klimaschutz;
http://www.greenpeace.de/fileadmin/gpd/user_upload/themen/klima/CBD/Studie_Biokraftsto
ffe_und_Klimaschutz.pdf (Datum:27.12.2010)
Grella, S. (März 2008): Zuckerrohr in den Tank;
http://www.robinwood.de/german/magazin/200803/98-22-23-swbiospirt-neu.pdf (21.04.2010)
Grundhoff, Stefan (9. Mai 2008): "Kein Kampf Nahrung gegen Kraftstoff",
http://www.stern.de/auto/service/ethanolproduktion-kein-kampf-nahrung-gegen-kraftstoff-
619861.html, (03.02.2010)
Institut für Energie- und Umweltforschung: Premium Biodiesel aus Palmöl bedroht
Regenwald: http://www.ifeu.de/landwirtschaft/pdf/VDI_Biodieselartikel_04_2008.pdf
(Datum: 22.12.1009)
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Terra Brasil: Zuckerrohr;
http://www.landwirtschaftsreisen.de/LANDWIRTSCHAFT/PFLANZENPRODUKTION/Zuc
kerrohr.html (02.02.2010)
Wikipedia: Palmöl; http://de.wikipedia.org/wiki/Palm%C3%B6l (Datum: 7.1.2010)
Wikipedia: Veresterung; http://de.wikipedia.org/wiki/Veresterung (Datum: 5.12.2009)
WBGU (2008): Zukunftsfähige Bioenergie und nachhaltige Landnutzung;
http://www.wbgu.de/veroeffentlichungen/hauptgutachten/hauptgutachten-2008-bioenergie/
(Datum:10.11.2009)
Wikibooks: Tabellensammlung Chemie/Enthalpie und Bindungsenergie;
http://de.wikibooks.org/wiki/Tabellensammlung_Chemie/_Enthalpie_und_Bindungsenergie
(Datum: 24.10.2010)
7. Erlaubnis zur Bilderveröffentlichung
Sehr geehrte Frau Mielke.
Wir erteilen Ihnen hiermit die Genehmigung zur Bildveröffentlichung im von
Ihnen angegebenen Umfang.
Herzliche Grüße
Martina Schneider-Kremer
Geschäftsstelle WBGU/WBGU Secretariat
Sachbearbeitung und Lektorat/Editorial work
Luisenstraße 46
D-10117 Berlin, Germany
Tel/Ph: + 49 (0) 30 263948 13
Fax: +49 (0) 30 263948 50
Email: mschneider@wbgu.de
Internet: www.wbgu.de
Am 21.02.10 14:29 schrieb "Mareike Mielke" unter :
Sehr geehrte Frau Schneider-Kremer,
es handelt sich um folgende Grafiken in WBGU (2008): Zukunftsfähige Bioenergie und
nachhaltige Landnutzung:
> Abbildung 4. 1-2 auf Seite 37
> Tabelle 4.1-1 auf Seite 39
> Abbildung 4. 1-4 auf Seite 40
> Tabelle 4. 1-2 auf Seite 41
> Abbildung 4. 1-5 auf Seite 43
> Abbildung 5.4-3 auf Seite 83
> Abbildung 5. 5-1 auf Seite 88
> Tabelle 5. 6-1 auf Seite 98Sie können auch lesen
