Das Potenzial algenbasierter Kraftstoffe für den Lkw-Verkehr: Sachstandsbericht zum Monitoring "Nachhaltige Potenziale der Bioökonomie - Biokraftstoffe der 3. Generation"
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Berlin
Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag
Juni 2019
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ZUSAMMENFASSUNG
9
1
EINLEITUNG
21
2
BIOKRAFTSTOFFE
ZUR
REDUZIERUNG
DER
THG-EMISSIONEN
DES
VERKEHRS
27
2.1
BIOOEKONOMIE,
KLIMAWANDEL
UND
INTERNATIONALE
VERPFLICHTUNGEN
ZUM
KLIMASCHUTZ
27
2.2
KLASSIFIZIERUNG
VON
BIOKRAFTSTOFFEN
28
2.3
REGULATORISCHER
RAHMEN
FUER
BIOKRAFTSTOFFE
30
2.3.1
REGELUNGEN
AUF
EUROPAEISCHER
EBENE
31
2.3.2
REGELUNGEN
IN
DEUTSCHLAND
32
2.4
GEGENWAERTIGE
LAGE
AUF
DEM
BIOKRAFTSTOFFMARKT
34
3
ALGEN
ALS
ROHSTOFF
FUER
BIOKRAFTSTOFFE
39
3.1
DEFINITION
UND
DIVERSITAET
41
3.2
DIE
KULTIVIERUNG
VON
ALGEN
43
3.2.1
STOFF-
UND
ENERGIEWECHSEL:
PHOTO-,
HETERO-
UND
MIXOTROPHE
NAEHRMEDIEN
43
3.2.2
PRODUKTION
VON
MAKROALGEN
OFFSHORE
45
3.2.3
PRODUKTION
VON
MIKROALGEN
IN
OFFENEN
SYSTEMEN
46
3.2.4
PRODUKTION
VON
MIKROALGEN
IN
GESCHLOSSENEN
SYSTEMEN
47
3.3
ERNTE,
ENTWAESSERUNG
UND
EXTRAKTION
VON
INHALTSSTOFFEN
48
3.4
MOEGLICHE
PRODUKTIONSMENGEN
VON
MIKROALGEN
51
3.4.1
PRODUKTIVITAET
VERSCHIEDENER
PRODUKTIONSSYSTEME
51
3.4.2 HOCHRECHNUNGEN
ZU
PRODUKTIONSPOTENZIALEN
FUER
ALGENBIOMASSE
55
3.5
MOEGLICHE
PRODUKTIONSKOSTEN
VON
MIKROALGEN
55
4
KRAFTSTOFFHERSTELLUNG
AUS
ALGENBIOMASSE
61
4.1
KONVERSIONSPFADE
FUER
ALGENBASIERTE
KRAFTSTOFFE
61
4.1.1
BIODIESEL
DURCH
UMESTERUNG
63
4.1.2
KRAFTSTOFFERZEUGUNG
DURCH
HYDRIERUNG
64
5
INHALT
4.1.3
KRAFTSTOFFE
VIA
HYDROTHERMALE
VERFLUESSIGUNG
65
4.1.4
SYNTHETISCHE
KRAFTSTOFFE
66
4.1.5
VERFLUESSIGTES
BIOGAS
67
4.2
PRODUKTIONSKOSTEN
ALGENBASIERTER
KRAFTSTOFFE
68
4.3
ERZEUGBARE
ALGENKRAFTSTOFFMENGEN
70
5
NACHHALTIGKEITSASPEKTE ALGENBASIERTER
KRAFTSTOFFE
73
5.1
FLAECHENBEDARF
FUER
DIE
BIOMASSEERZEUGUNG
74
5.2
ENERGIEEINSATZ
UND
-VERBRAUCH
76
5.3
THG-EMISSIONEN
UND
KLIMARELEVANZ
79
5.4
WASSERVERBRAUCH
UND
WASSERVERSCHMUTZUNG
81
5.5
FAZIT
84
6
ZUR
ROLLE
ALGENBASIERTER
BIOKRAFTSTOFFE
FUER
EINEN
THG-NEUTRALEN
LKW-FERNVERKEHR
87
6.1
VERKEHRSAUFKOMMEN
UND
INFRASTRUKTUR
IM
LKW-FERNVERKEHR
88
6.2
KRAFTSTOFFVERBRAUCH
VON
LKW:
TECHNISCHE
ENTWICKLUNGEN
UND
EINSPARMOEGLICHKEITEN
94
6.3
ANTRIEBS-
UND
KRAFTSTOFFALTERNATIVEN
FUER
FERN-LKW
100
6.3.1
DIESELMOTOR
101
6.3.2
GASBETRIEBENER
OTTOMOTOR
102
6.3.3
BRENNSTOFFZELLE
103
6.3.4
ELEKTROMOTOR
104
6.4
MODELLIERUNG
VERSCHIEDENER
ANTRIEBS-
UND
KRAFTSTOFFALTERNATIVEN
FUER
EINEN
THG-NEUTRALEN
LKW-VERKEHR
106
6.4.1
GRUNDANNAHMEN
DER
MODELLIERUNG
107
6.4.2
ANNAHMEN
ZU
EINZELNEN
ERNEUERBAREN
KRAFTSTOFFALTERNATIVEN
109
6.4.3
THG-MINDERUNGSLEISTUNG
DURCH
EINSATZ
DER
ANTRIEBS
UND
KRAFTSTOFFALTERNATIVEN
IM
JAHR
2050
1
18
6.5
HERAUSFORDERUNGEN
FUER
DIE
UMSTELLUNG
DES
LKW-
FERNVERKEHRS
AUF
ALTERNATIVE
ANTRIEBE
BZW.
KRAFTSTOFFE
121
6.6
FAZIT
123
6
INHALT
7
RESUEMEE
UND
HANDLUNGSOPTIONEN
125
7.1
BEDEUTUNG
ALGENBASIERTER
BIOKRAFTSTOFFE
FUER
EINEN
KLIMANEUTRALEN
LKW-VERKEHR
125
7.2
ENTWICKLUNG
VON
BIORAFFINERIEKONZEPTEN
126
7.3
FOERDERUNG
VON
FORSCHUNG
UND
ENTWICKLUNG
7.3.1
KONTINUIERLICHE
FOERDERUNG
UND
ZUGAENGLICHKEIT
128
VON
FORSCHUNGSERGEBNISSEN
128
7.3.2
ALGENSELEKTION
UND
GENETISCHE
MODIFIKATION
129
7.3.3
OPTIMIERUNG
DER
ALGENKULTIVIERUNG
7.3.4
WEITERENTWICKLUNG
SPEZIFISCHER
HERSTELLUNGSVERFAHREN
129
FUER
ALGENKRAFTSTOFFE
130
8
LITERATUR
130
8.1
IN
AUFTRAG
GEGEBENE
GUTACHTEN
131
8.2
WEITERE
LITERATUR
131
9
ANHANG
148
9.1
ABBILDUNGEN
148
9.2
TABELLEN
149
9.3
ABKUERZUNGEN
150
7
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