Kraftstoffperspektiven zur Sicherstellung einer nachhaltigen Mobilität
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Kraftstoffperspektiven zur Sicherstellung einer nachhaltigen Mobilität
Kraftstoffperspektiven zur Sicherstellung einer nachhaltigen Mobilität Peter Sauermann, BP Global Fuels Technology Günter Strempel, BP Global Fuels Technology 26.06.2008 in Dortmund Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 2 Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 3 BP - International BP ist in den Bereichen Erdöl, Erdgas, Petrochemie und erneuerbare Energien tätig Wir sind auf allen Kontinenten und in über 100 Ländern aktiv …weltweit eine der größten privaten Ölgesellschaften …mehr als 29.000 Tankstellen weltweit …täglich bedienen wir 13 Mio. Kunden 4 Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 5 Motivationen für Veränderungen Die hauptsächlichen Gründe für die Entwicklung einer nachhaltigen Mobilität sind heute: • Die Herausforderungen des Klimawandels • Lokale Luftqualität Abhängigkeit von Rohöl-Importen: • Versorgungssicherheit Heute Künftig EU 70% 90% (2030) USA 56% 68% (2025) Years • Diversifizierung bei Energierohstoffen Japan bereits heute 100% China 40% 74% (2030) Indien 70% 91% (2030) Deutschland bereits heute 97% 6 BPs Kraftstoff-Pfad in die Zukunft Sonne, Wind ns C Biomasse O2 ist x e ng u tz Nu R al i t n e t po tio k u tur k d u e tr e nd e r ie ICE s fra n I r tur k u str a r Inf e u Ne Erneuerbarer Wasserstoff Fuel Cell Batterien Erneuerbare Energien Hybrid Neue KraftstoffGenerationen künftige Bio-Konversion Biomethan Sauberere Kraftstoffe Fossil XTL* Bio-Komponenten (Ethanol, FAME) LPG, CNG Zeit *XTL = Fischer-Tropsch Kraftstoff-Komponenten aus Biomasse-Vergasung oder aus Erdgas oder Kohle mit CO2-Sequestrierung 7 Historie der Biokraftstoffe 1876: Nikolaus August Otto meldet den von ihm entwickelten Otto-Motor zum Patent an. Der Prototyp von 1862 wird mit Ethanol betrieben. 1892: Rudolf Diesel meldet den von ihm entwickelten Diesel-Motor zum Patent an. Der im Patenttext beschriebene Motor wird mit Pflanzenöl (Nussöl) betrieben. 1908: Henry Ford‘s erstes Model T läuft mit OK/Ethanol-Gemisch (FFV). 1920/40: Der um 1920 von Georges Imbert entwickelte Holz-Vergaser wird in den 40er Jahren für den Antrieb von Fahrzeugen genutzt. 1973: USA: in Folge der Ölkrise beginnen Staaten des „Grain-Belt“ mit der finanziellen Förderung der Bio-Ethanol-Erzeugung aus Mais. 1978: Mit dem „Elsbett-Motor“ geht der erste Diesel-Motor für Kraftstoff in Serie. 1980er: Brasilien führt Bio-Ethanol basierend auf Zuckerrohr als KraftstoffKomponente ein. Heute enthält OK in Brasilien 20-25% Ethanol und Brasilien ist der weltweit größte Produzent von Bio-Ethanol. 1980er: Ende der Achtziger beginnt die kommerzielle Produktion von Biodiesel (FAME) in Deutschland. Heute enthält DK hier bis zu 5% Biodiesel und Deutschland ist der weltweit größte Produzent von Biodiesel. Pflanzenöl- Die Verwendung von Biokraftstoffen ist nicht neu 8 Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 9 Die wichtigsten Biokraftstoffe heute Ethanol für Ottokraftstoffe Zucker und Stärke Ester für Diesel Pflanzenöl • Treibhausgas-Vermeidungspotential ist abhängig von Rohstoffen und Verarbeitungsroute • Es ist ein positiver erster Schritt in der Verwendung von Biomasse – wir unterstützen eine verantwortungsvolle Nutzung • ABER wir benötigen Alternativen zu den konventionellen Biokraftstoffen der ersten Generation − Verbesserte Kraftstoff-Moleküle − Erhöhte Verfügbarkeit − Bessere Wirtschaftlichkeit 10 Die wichtigsten Biokraftstoffe heute Biokraftstoffe der ersten Generation: Biodiesel aus Ölsaaten, Bioethanol & ETBE (in Europa) aus Zucker 14 Biokraftstoffproduktion 2005 vs. 2007 Ethanol 2005 Ethanol 2007 Biodiesel 2005 Biodiesel 2007 12 Mio toe 10 8 6 4 2 Quelle: IEA 0 USA Brasilien Europa China Indien Andere Biofuels-Anteil am Welt Kraftstoff-Bedarf: ca. 2-3% (2007) 11 Herausforderungen heutiger Biofuels Kosten: Herstellung ist unwirtschaftlich und nicht wettbewerbsfähig bei hohen Kosten für Bioeinsatzmaterial und niedrigen Ölpreisen Verfügbarkeit: gegenwärtig machen Biokraftstoffe 2-3% des Kraftstoff-Pools aus. Heutige Bioeinsatzmaterialien limitieren das Potential auf ca. 5-7% 0.6 2006 EU ethanol Ethanol production costs $ / gallon 5,59 0.4 Nachfrage 3,75 Angebot 2,71 1,34 0,90 Sugar cane Brazil 1,14 Corn US 1.7 1,82 1,70 Sugar beet EU Wheat EU Gasoline $1.00 untaxed at $40 Qualität der Kraftstoff-Moleküle: konventionelle Bio-Komponenten sind wesentlich, um die Biokraftstoff-Industrie aufzubauen. Allerdings sind weder Ethanol noch FAME wirklich gute KraftstoffKomponenten 1.1 EU biodiesel 2006 Angebot und Nachfrage (Mrd. Gallonen) Nachhaltigkeit: die Vermeidung nachteiliger Einflüsse auf die Umwelt und die Gesellschaft ist grundlegend für jede nachhaltige Industrie: einschließlich Entwaldung, Kinderarbeit Zugang zu Wasser, Landrechte, Netto-GHGEinsparungen Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 13 Bioquotengesetzgebung in EU und USA • EU Fuels Quality Directive (Entwurf): EU − Ethanol 10 vol-% / Butanol 15 vol-% / ETBE 22 vol-% − Erste parlamentarische Abstimmung im April 2008, Implementierung in 2009 • EU Directive on Renewable Energy (Entwurf): − Ziel bis 2020: 10% (EC) Biokraftstoffe vorbehaltlich einer nachhaltigen Herstellungsweise und der kommerziellen Verfügbarkeit von Biokraftstoffen der 2. Generation − Veröffentlichung des Entwurfs: 23.01.08 40 • US Energy Bill (Entwurf): USA − 33,6 Mrd. Gallonen Ethanol bis 2025, davon 30 ¾ 15 Mrd. Gallonen konventionelles Ethanol (Mais) 20 ¾ 16 Mrd. Gallonen Ethanol aus Lignocellulose 10 0 2007 ¾ 2,6 Mrd. Gallonen aus anderen Verfahren 2011 2015 2019 2023 2027 LC EtOH Biodiesel − 3.4 Mrd. Gallonen Biodiesel bis 2025 Corn EtOH Undiff advanced EtOH 14 Bioquotengesetz Deutschland Angaben auf Energiebasis (EC) [EC %] 9 8 7 Gesamtquote*) 6,25% 6,75% 7,00% 7,25% 7,50% 7,75% 8,00% Gegenwärtige Diskussion über Anhebung auf 17% EC ab 2020!! 6 5 4 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% 3,6% 3,6% 3,6% 3,6% 3,6% 3,6% Diesel-Quote 3 2,8% 2 1 4,4% Die Übererfüllung bei einer Einzelquote kann nicht zum Erreichen der anderen Einzelquote aufgerechnet werden 2,0% 1,2% Otto-Quote 0 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 [Jahr] *) Die Gesamtquote bezieht sich auf den Mindestanteil an Biokraftstoffen auf Energiebasis, der in der Gesamtmenge aller von einem Unternehmen in den Markt gebrachten Kraftstoffen enthalten sein muss. 15 Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 16 Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation Bessere Moleküle für OK: Biobutanol Alkohole und Derivative sind wertvolle OK-Komponenten: • Einsatz von Biotechnologie zur Optimierung der Fermentation • Potential der Verarbeitung von Bio-Abfällen oder Ganzpflanzen • Weitere Veredelung der Komponenten in Raffinerien möglich Zucker oder Lignocellulose Fermentation und Verarbeitung Alkohole und Derivate für OK 17 Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation Bessere Moleküle für OK: Biobutanol Biobutanol für Ottokraftstoffe: • Entwicklung einer neuen Fermentationstechnologie für die Produktion von Biobutanol aus Zucker mit unserem Partner DuPont. • Biobutanol kann im Vergleich zu Ethanol in höheren Konzentrationen zugemischt werden ohne die Notwendigkeit von Fahrzeuganpassungen. • Biobutanol-OK-Mischungen sind beim Kraftstoffverbrauch günstiger als Ethanol-OK-Mischungen. • Biobutanol bringt auch in Ethanol-Beimischungen einen positiven Beitrag u.a. durch Herabsetzung des Dampfdrucks und die niedrigere Affinität zu Wasser. • Biobutanol-Isomere mit hoher Oktanzahl sind auch Teil der laufenden Untersuchungen. Biobutanol ist eine gute Ergänzung zu Ethanol 18 Auf dem Weg zu Biofuels der 2. Generation Bessere Moleküle für DK: HVO Separates Hydrotreating und Isomerisierung von Pflanzenölen: • Konversion zu verzweigten Kohlenwasserstoffen in neuen Anlagen • Kommerzielle Technologie bereits verfügbar Co-Processing von Pflanzenölen in Raffinerien zu Dieselkraftstoff: • Nutzung existierender Hydrotreater, Machbarkeit bereits demonstriert • Konversion zu geradkettigen Kohlenwasserstoffen in Raffinerieanlagen 19 Bessere Bio-Einsatzstoffe: Öl aus Jatrophanüssen oder Algen TERI – The Energy and Resources Institute (Indien) • Machbarkeits-Demonstration von Jatropha-Produktion • $9,4 Mio Invest über 10 Jahre, um 8.000 ha zu bepflanzen und Verarbeitungsprozesse zu erforschen BP und D1 Oils • Zusammenarbeit in der Jatropha-Produktion und Entwicklung • D1 Oils verfügt über Plantagen in Indien, Südafrika und Südostasien ein, sowie das Know-how in Sachen Pflanzenzucht ein Das Potential von Algen • In Zusammenarbeit mit der Arizona State University wird in einem 3-Jahre-Programm an vielversprechenden Mikroalgen, deren Produktion und Verarbeitung 20 Biokraftstoffe der zweiten Generation The Energy Biosciences Institute EBI – das weltweite erste Forschungszentrum für Energie-Biowissenschaften • BP investiert über 10 Jahre $500 Mio in grundlegende Forschung im Bereich der Energie-Biowissenschaften • Das EBI ist eine Partnerschaft mit der University of California Berkeley und der University of Illinois und wird sich mit Schlüsselaspekten der Energie-Biowissenschaften beschäftigen: ¾ Entwicklung von neuen, effizienteren Bio-Komponenten für Kraftstoffe ¾ Verbesserung und Beschleunigung von Bio-Konversionsprozessen und Erhöhung des Anteils der in Prozessen nutzbaren Biomasse ¾ Einsatz moderner Biotechnologie für die Biokraftstoff-Produktion bei der Entwicklung energie-ertragreicherer Pflanzen, die auch auf Böden gedeihen, welche nicht für die Nahrungsmittelproduktion geeignet sind. BP hat das Wachstumspotential von Biofuels erkannt und investiert 21 Agenda • BP • Allgemeines • Die wichtigsten Biokraftstoffe heute • Biokraftstoff-Quoten • BP’s Biokraftstoff-Entwicklungen • Zusammenfassung 22 Zusammenfassung • Die Politik in Deutschland und Europa will Biofuels • Biofuels können lediglich einen begrenzten Beitrag zur Versorgungssicherheit leisten • Gesetzgebung rund um Biofuels ist inkonsistent (Quoten vs. Normen) und führt zur Zersplitterung des Kraftstoff-Marktes • Investitionen brauchen Planungssicherheit! • Biofuels sind ein Wachstumsmarkt mit immensem Potential, aber viele Technologien stecken noch in den Anfängen • BP will nachhaltig hergestellte Biofuels • Die Bedeutung von Hybridtechnologien wird zunehmen 23