Die ökologische Entwicklung von Ethanol: Fahrplan zur Nachhaltigkeit

Der Klimawandel ist in praktisch allen Bereichen zum beherrschenden Thema geworden, und das nicht ohne Grund: Es wird erwartet, dass Europa den wärmsten Sommer des letzten Jahres mit neuen Temperaturrekorden übertrifft; Waldbrände in den borealen Zonen Kanadas wüten; und gestörte Niederschlagsmuster führen zu schweren Überschwemmungen in Nordeuropa. Dies sind nur Beispiele für Klimakatastrophen, die zahlreiche Todesopfer, Flüchtlinge und Zerstörungen verursacht haben und die zur Normalität werden, wenn wir unsere Treibhausgasemissionen nicht in den Griff bekommen. Es versteht sich von selbst, dass staatliche Stellen, Unternehmen und Einzelpersonen, darunter auch der Ethanolsektor, die Bekämpfung des Klimawandels ganz oben auf ihre Tagesordnung setzen. Aber welche Umweltaspekte betreffen die Ethanolindustrie? Welche Umweltmaßnahmen sind bereits ergriffen worden? Und wie können Unternehmen zu einer nachhaltigeren Arbeits- und Betriebsweise übergehen?

Ethanol-Beschaffungslösungen

Auch wenn Ethanol-Rohstoffe aus erneuerbaren Ressourcen wie Getreide, Zuckerrohr und Mais statt aus fossilen Brennstoffen gewonnen werden, verbrauchen Anpflanzung, Anbau und Ernte dieser Materialien immer noch viel Energie und Wasser, was zu Treibhausgasemissionen beiträgt. Einige Vorgänge können durch erneuerbare Energien unterstützt werden; dies ändert jedoch nichts an der Tatsache, dass durch den Anbau Wälder abgeholzt werden, die wichtige Kohlenstoffspeicher sind.

Eine mögliche Lösung und Chance für Landwirte, die Ethanol-Rohstoffe anbauen, ist die Einführung regenerativer ökologischer Kulturen: Dieses Landwirtschaftsmodell konzentriert sich auf die Wiederherstellung der Bodenfruchtbarkeit, das Wohlergehen der Tiere und die soziale Verantwortung für die Arbeitsbedingungen der Landwirte. Durch die Einführung natürlicherer Praktiken wie biologische Schädlingsbekämpfung, Fruchtfolge und Kompostierung kann die einheimische Flora und Fauna gedeihen, während menschliche Ressourcen gesichert werden.

Umweltauswirkungen der Ethanolproduktion

Die Destillation von Ethanol ist eine weitere große CO2-Quelle für die Industrie: In den USA setzt eine Ethanolanlage mit einer Kapazität von 50 Millionen Gallonen pro Jahr 14 Tonnen CO2 als Nebenprodukt der Destillation frei, wobei die CO2-Emissionen aus der für den Antrieb der Destillation benötigten Energie noch nicht einmal berücksichtigt sind. Zwar kann der Strom für die Destillation von fossilen Ressourcen aus erneuerbare Energien wie Wind- und Sonnenenergie stammen, doch ist es chemisch gesehen nicht möglich, CO2 als Nebenprodukt der Destillation zu eliminieren. Was jedoch viele Menschen vielleicht nicht wissen: Reines CO2 wird in verschiedenen Marktsektoren verwendet, was bedeutet, dass eine Umnutzung nicht nur aus ökologischer Sicht notwendig, sondern auch für diese Märkte von Vorteil wäre.

Ist CCS die Antwort?

Die sogenannte Carbon Capture and Storage (CCS) Technologie, die bereits in Bioraffinerien eingesetzt wird, ist die Zukunft - und die Gegenwart - der Ethanolproduktion. CCS fängt reines CO2 aus dem Fermentationsprozess ab und nutzt es entweder direkt, z. B. für die Aufbereitung von kommunalem Wasser, kohlensäurehaltige Getränke, Konservierung von Lebensmitteln, Lagerung von Impfstoffen und Herstellung von Textilien, oder speichert es unterirdisch. Auf globaler Ebene warten CCS-Systeme jedoch noch auf ihren großen Durchbruch: Laut McKinsey muss der CCS-Markt bis 2050 um das 120-fache seiner derzeitigen Größe wachsen, damit Länder ihre Emissionsziele erreichen können. Die langsame Umsetzung ist vor allem auf die hohen Kosten der Technologien selbst zurückzuführen; eine Senkung dieser Kosten, z. B. durch die Durchsetzung von Steuerbefreiungen, ist für die Rentabilität dieser Technologien entscheidend.

Ethanol der zweiten Generation als Lösung zur Abfallvermeidung

Das Potenzial von Ethanol bei der Verwertung von Abfällen aus der Landwirtschaft gewinnt in der Ethanolindustrie zunehmend an Bedeutung. Das so genannte Ethanol der zweiten Generation (2G) oder Zellulose-Ethanol nutzt zellulosehaltige Rohstoffe, d. h. Rohstoffe, die nicht auf Nahrungsmitteln basieren, und Ernterückstände. Neben der Minimierung von Abfällen der Agrarindustrie ist dies auch eine geeignete Lösung, um zu vermeiden, dass die Ethanolproduktion mit Rohstoffen konkurriert, die für die menschliche Ernährung verwendet werden. Abgesehen davon, dass 2G-Ethanol die gleiche Qualität wie Ethanol der ersten Generation hat, ist es aufgrund seiner Bedeutung für die Verringerung von Abfällen, CO2-Emissionen und des Rohstoffverbrauchs eine vielversprechende Alternative zu derzeitigen Rohstoffen.

Dekarbonisierung des Ethanolvertriebs

Die größte CO2-Emissionsfalle ist im Ethanolvertrieb zu finden: Der weltweite Schiffsverkehr, die häufigste Vertriebsmethode, trägt zu über 3% der weltweiten Treibhausgasemissionen bei. Es ist bekannt, dass sich dieser Sektor nur schwer dekarbonisieren lässt, da die Verringerung der Treibhausgasemissionen ein langsamer Prozess ist. Zu den Versuchen, die hohen Emissionen zu bekämpfen, gehören die Verringerung der Schiffsgeschwindigkeit um bis zu 20% und die Entwicklung nicht-traditioneller Kraftstoffe und Energieressourcen, insbesondere Biokraftstoffe, Batterien und Wasserstoff. Ein weiteres Beispiel für eine umweltfreundlichere Lösung ist die Stromversorgung an Land (Onshore Power Supply, OPS), die die Luftverschmutzung und die Treibhausgasemissionen während der Liegezeit der Schiffe in den Häfen verringern würde. Der Hamburger Hafen beispielsweise setzt OPS ein, um die Luftqualität in der Stadt und in den umliegenden Gebieten zu verbessern.

Obwohl es sich hierbei um einen Faktor handelt, auf den ein Rohstofflieferant wenig bis gar keinen Einfluss hat, ist es wichtig, dass die Akteure des Ethanolsektors dessen Auswirkungen anerkennen und entweder auf weniger umweltschädliche Vertriebsmethoden zurückgreifen oder einen Weg finden, diese Emissionen zu kompensieren.

Der komplexe Weg zur Ethanol-Nachhaltigkeit

Wie diese Untersuchung der Nachhaltigkeit im Ethanolsektor zeigt, ist die Dekarbonisierung der Branche nicht so einfach, wie es scheinen mag; mit einer sehr komplexen Lieferkette, an der viele Interessengruppen beteiligt sind, ist der Übergang zu erneuerbaren Technologien und Praktiken ein langsamer und schwieriger Prozess. Dennoch gibt es viele nachhaltige Lösungen und Technologien, die nur darauf warten, angezapft zu werden! Die Umstellung der Landwirtschaft auf regenerative Bio-Kulturen, die Einführung von CCS und erneuerbaren Energien im Produktionsprozess und die Umstellung der Produktion von Ethanol der ersten auf die zweite Generation sind aktive Schritte, die der Ethanolsektor unternehmen kann, um seinen Beitrag zu einer nachhaltigeren und grüneren Zukunft zu leisten.