Kohlenstoffneutrale alternative Kraftstoffe

Kohlenstoffneutral bezeichnet kohlenstoffbasierte Brennstoffe, die beim Verbrennen nicht zu einer Erhöhung des Kohlendioxids (CO2) in der Atmosphäre führen. Diese Brennstoffe tragen weder zur Abgabe von Kohlenstoff an die Atmosphäre bei noch verringern sie diese.

Kohlendioxid in der Atmosphäre ist pflanzliche Nahrung, was gut ist und auch dazu beiträgt, unseren Planeten warm zu halten. Zu viel CO2 kann jedoch zu einer so genannten globalen Erwärmung führen. Kohlenstoffneutrale Kraftstoffe können dazu beitragen, dass sich nicht zu viel CO2 in der Atmosphäre ansammelt. Dies wird erreicht, wenn der freigesetzte Kohlenstoff von Pflanzenpflanzen absorbiert wird, die dazu beitragen, die nächste Gallone eines kohlenstoffneutralen Kraftstoffs von morgen zu produzieren.

Jedes Mal, wenn wir mit einem Benzin- oder Dieselfahrzeug unterwegs sind, setzen wir der Atmosphäre Treibhausgase zu. Das liegt daran, dass beim Verbrennen eines Erdölbrennstoffs (der vor Millionen von Jahren hergestellt wurde) CO2 in die Luft freigesetzt wird. Als Nation sind derzeit 250 Millionen Personenkraftwagen zugelassen, rund 25 Prozent aller Personenkraftwagen weltweit. In den USA verbrauchen unsere Fahrzeuge jährlich rund 140 Milliarden Gallonen Benzin und 40 Milliarden Gallonen Diesel.

Mit diesen Zahlen ist es nicht schwer zu erkennen, dass jede Gallone eines verbrannten kohlenstoffneutralen Kraftstoffs zur Reduzierung von CO2 in der Atmosphäre und damit zur Reduzierung der globalen Erwärmung beitragen kann.

Biokraftstoffe

Viele Menschen glauben, die Zukunft liege in CO2-neutralen alternativen Kraftstoffen aus Pflanzen und Abfallprodukten, die als Biokraftstoffe bezeichnet werden. Reine Biokraftstoffe wie Biodiesel, Bioethanol und Bio-Butanol sind klimaneutral, da Pflanzen das durch Verbrennung freigesetzte C02 absorbieren.

Biodiesel

Der am häufigsten verwendete kohlenstoffneutrale Kraftstoff ist Biodiesel. Da es aus biologisch gewonnenen Ressourcen wie tierischen Fetten und pflanzlichem Öl hergestellt wird, kann es zum Recyceln einer Vielzahl von Abfallstoffen verwendet werden. Es ist in einer Reihe von Mischungsprozentsätzen erhältlich - B5 besteht beispielsweise aus 5 Prozent Biodiesel und 95 Prozent Diesel, während B100 ausschließlich Biodiesel ist - und es gibt Biodieseltankstellen in den USA. Hinzu kommt die geringe Anzahl von Fahrern, die ihren eigenen Biodiesel selbst gebraut haben und einige, die ihre Dieselmotoren auf reines Pflanzenöl umstellen, das aus Restaurants recycelt wird.

Bioethanol

Bioethanol ist Ethanol (Alkohol), das durch Fermentation von Pflanzenstärken wie Getreide wie Mais, Zuckerrohr, Rutenhirse und landwirtschaftlichen Abfällen hergestellt wird. Nicht zu verwechseln mit Ethanol, das ein Nebenprodukt einer chemischen Reaktion mit Erdöl ist, das nicht als erneuerbar gilt.

In den USA stammt der größte Teil des Bioethanols von Landwirten, die Mais anbauen. Viele amerikanische Pkw und leichte Nutzfahrzeuge können entweder mit Benzin oder einer Bioethanol / Benzin-Mischung mit der Bezeichnung E-85-85 Prozent Ethanol / 15 Prozent Benzin betrieben werden. E-85 ist zwar kein reiner kohlenstoffneutraler Kraftstoff, verursacht jedoch geringe Emissionen. Der große Nachteil von Ethanol ist, dass es weniger energieintensiv als andere Kraftstoffe ist und den Kraftstoffverbrauch um 25% bis 30% senkt. Bei Benzinpreisen um 2 US-Dollar ist eine Gallone E-85 nicht konkurrenzfähig. Und viel Glück beim Finden einer Tankstelle, die sie außerhalb der Landwirtschaftsstaaten des Mittleren Westens verkauft.

Methanol

Methanol ist wie Ethanol ein sehr starker Alkohol, der ähnlich wie beim Brauen aus Weizen, Mais oder Zucker hergestellt wird und als der energieeffizienteste Kraftstoff angesehen wird. Bei normalen Temperaturen flüssig, hat es eine höhere Oktanzahl als Benzin, aber eine niedrigere Energiedichte. Methanol kann mit anderen Kraftstoffen gemischt oder allein verwendet werden, ist jedoch etwas korrosiver als herkömmliche Kraftstoffe und erfordert Änderungen des Kraftstoffsystems in der Größenordnung von 100 bis 150 USD.

Während einer kurzen Zeitspanne in den frühen 2000er Jahren gab es in Kalifornien einen kleinen wachsenden Markt für Methanolautos, bis das staatliche Hydrogen Highway Initiative Network das Kommando übernahm und das Programm die Unterstützung verlor. Die Verkäufe dieser Autos waren aufgrund des niedrigen Benzinpreises und des Mangels an Tankstellen, die den Kraftstoff pumpten, schleppend. Das Kurzprogramm hat jedoch die Zuverlässigkeit der Fahrzeuge unter Beweis gestellt und positive Rückmeldungen von den Fahrern erhalten.

Algen

Algen-spezifische Mikroalgen sind eine Quelle für einen klimaneutralen alternativen Kraftstoff. Bund und Länder sowie private Investmentfirmen haben seit den 1970er Jahren mit bisher wenig Erfolg Hunderte Millionen in die Algenforschung als Biokraftstoff gesteckt. Mikroalgen können Lipide produzieren, die als potenzielle Quelle für Biokraftstoffe bekannt sind.

Diese Algen können auf nicht trinkbarem Wasser, vielleicht sogar Abwasser, in Teichen gezüchtet werden, sodass weder Ackerland noch große Mengen Wasser verwendet werden. Auf dem Papier scheinen Mikroalgen ein Kinderspiel zu sein, doch gewaltige technische Probleme beschäftigen Forscher und Wissenschaftler seit Jahren. Aber die wahren Algengläubigen geben nicht auf. Vielleicht pumpen Sie eines Tages einen Biokraftstoff auf Algenbasis in den Kraftstofftank Ihres Autos.

Dieselkraftstoff aus Wasser und CO2

Nein, Dieselkraftstoff aus Wasser und Kohlendioxid ist kein Ponzi-Programm, das schwachsinnige Anleger ansprechen soll. Im vergangenen Jahr gab Audi zusammen mit dem deutschen Energieunternehmen Sunfire bekannt, dass es möglich ist, einen Dieselkraftstoff aus Wasser und CO2 zu synthetisieren, der Kraftfahrzeuge antreiben kann. Die Synthese erzeugt eine Flüssigkeit, die als blaues Rohöl bekannt ist, und wird zu dem veredelt, was Audi als E-Diesel bezeichnet.

Audi behauptet, dass E-Diesel schwefelfrei ist, sauberer verbrennt als Standard-Diesel und einen Wirkungsgrad von 70 Prozent aufweist. Die ersten fünf Liter flossen in einen vom Bundesforschungsminister gefahrenen Audi A8 3.0 TDI. Um ein lebensfähiger kohlenstoffneutraler Kraftstoff zu werden, muss im nächsten Schritt die Produktion hochgefahren werden.

Eine komplexe und schwierige Herausforderung

Unsere Sucht nach Öl hat fatale Folgen gehabt. Es scheint, dass die logische Lösung darin besteht, einen alternativen kohlenstoffneutralen Kraftstoff zu entwickeln oder zu entdecken, der nicht aus Erdöl gewonnen wird. Eine Alternative zu finden, die reichlich vorhanden, erneuerbar, wirtschaftlich und umweltfreundlich ist, ist jedoch eine komplexe und schwierige Herausforderung.

Die gute Nachricht ist, dass die Wissenschaftler bei der Lektüre dieser schwierigen Herausforderung hart arbeiten.

Aktualisiert von Larry E. Hall