Ökobilanz Bioethanol aus pflanzlichen Rohstoffen

Biobasierte Produkte werden aufgrund ihrer erneuerbaren Natur oft als nachhaltig angesehen. Die Umweltverträglichkeit von Produkten muss jedoch unter Berücksichtigung einer Lebenszyklusperspektive bewertet werden, um ein vollständiges Bild von potenziellen Vorteilen und Kompromissen zu erhalten. Wir präsentieren eine Ökobilanz des globalen Rohstoffs Ethanol, der aus verschiedenen Rohstoffen und geografischer Herkunft hergestellt wird. Ziel ist es, die Haupttreiber für die Umweltauswirkungen bei der Herstellung von biobasiertem Ethanol sowie dessen relative Leistung im Vergleich zu einer fossilen Alternative zu verstehen.

Methoden

Die Ethanolproduktion wird von der Wiege bis zur Bahre bewertet; darüber hinaus werden auch die End-of-Life-Emissionen einbezogen, um einen vollständigen Vergleich der Treibhausgasemissionen zu ermöglichen, wobei davon ausgegangen wird, dass der Abbau von Ethanol, das einmal aus Haushalts- und Körperpflegeprodukten in die Luft emittiert wurde, erfolgt. Die funktionelle Einheit besteht aus 1 kg Ethanol, das aus Maiskorn in den USA, Maisstaucher in den USA, Zuckerrohr im Nordosten Brasiliens und Mitte-Süden Brasiliens sowie Zuckerrüben und Weizen in Frankreich hergestellt wird. Als Referenz wird Ethanol verwendet, das aus fossilem Ethylen in Westeuropa hergestellt wird. Es werden sechs Wirkungskategorien der Bewertungsmethode ReCiPe sowie sieben neuartige Wirkungskategorien für Biodiversität und Ökosystemdienstleistungen (BES) betrachtet.

Ergebnisse und Diskussion

Die THG-Emissionen pro Kilogramm Ethanol auf Bio-Basis liegen zwischen 0,7 und 1,5 kg CO2-Äquivalent pro kg Ethanol und zwischen 1,3 und 2 kg pro kg, wenn man die Emissionen am Ende der Lebensdauer mit einbezieht. Fossil-basiertes Ethanol verursacht Treibhausgasemissionen von 1,3 kg CO2-Äquivalent pro kg von der Wiege bis zur Bahre und 3,7 kg CO2-Äquivalent pro kg, wenn man das Ende der Lebensdauer mit einbezieht. Der Maisstau in den USA und die Zuckerrübe in Frankreich haben aus Sicht der Treibhausgasemissionen die geringste Auswirkung, wenngleich, wenn andere Wirkungskategorien als Zielkonflikte betrachtet werden, auch Kompromisse auftreten. Die BES-Auswirkungsindikatoren zeigen eine klare Präferenz für fossiles Ethanol. Die Sensitivitätsanalysen zeigten, wie sich bestimmte methodische Entscheidungen (Allokationsregeln, Bilanzierung von Landnutzungsänderungen, Landnutzungsbiome) sowie einige Szenarioentscheidungen (Zuckerrohrernteverfahren, Maistrocknung) auf die Umweltverträglichkeit von biobasiertem Ethanol auswirken. Auch die Unsicherheitsbewertung zeigte, dass sich die Ergebnisse für die biobasierten Alternativen häufig überschneiden, so dass es schwierig ist zu sagen, ob sie sich signifikant unterscheiden.

Schlussfolgerungen

Biobasiertes Ethanol erscheint aus THG-Perspektive als eine bevorzugte Option, aber wenn andere Auswirkungen berücksichtigt werden, insbesondere solche, die mit der Landnutzung zusammenhängen, ist fossiles Ethanol vorzuziehen. Ein zentraler methodischer Aspekt, der noch harmonisiert werden muss, ist die Quantifizierung der Landnutzungsänderung, die einen herausragenden Einfluss auf die Ergebnisse hat, insbesondere auf die Treibhausgasemissionen.

Muñoz I., Flury K., Jungbluth N., Rigarlsford R., Milà i Canals L. and King H. (2013) Life Cycle Assessment of bio-based ethanol produced from different agricultural feedstocks. In: Int J LCA, Online First, pp., DOI 10.1007/s11367-013-0613-1.

Flury K. and Jungbluth N. (2012) Greenhouse Gas Emissions and Water Footprint of Ethanol from Maize, Sugarcane, Wheat and Sugar Beet. ESU-services, Zürich. (Data-on-Demand Report)