Der Todesstoß für Biokraftstoffe in Deutschland?

Hartmut Michel vom Max Planck Institut für Biophysik in Frankfurt am Main diskutiert im Editorial der Angewandten Chemie über den Sinn oder Unsinn der Produktion von Biokraftstoffen. Er kommt dabei zu interessanten Schlußfolgerungen. Zunächst betrachtet er die Energieeffizienz der Photosynthese. Diese ist durchaus nichtg so hoch, wie man vielleicht glaubt. So werden zum Beispiel UV-, IR-Strahlung und das grüne Licht von den Pflanzen nicht genutzt. Damit bleibt ein großer Teil des Sonnenlichtes ungenutzt. Nach Elektronentransfer, Hell- und Dunkelreaktion werden etwa 12% der Energie des Sonnenlichtes in Form von NADPH gespeichert. Weitere inherente Probleme der Photosynthese betreffen die Schädigung der Proteinunterheinheiten des photosynthestischen Apparates durch hohe Lichtinitensitäten und Unzulänglichkeiten bei der Unterscheidung zwischen Sauerstoff und Kohlendixoid. 3,5 Milliarden Jahre Evolution haben nicht ausgereicht, diese Probleme zu bewältigen, so dass die Effizienz der photosynthetischen Lichtenergieumwandlung letztendlich bei ca. 4,5% liegt.  Bei schnell wachsenden Hölzern wie z.B. Pappeln liegt die Effiezienz etwa bei 1%.  Nun könnte man fragen ob Professor Michel übehaupt weiss, wovon er da redet. Ich denke schon, schließlich erhielt er 1988 zusammen mit Johann Deisenhofer und Robert Huber den Nobelpreis für Chemie für die Aufklärung der Molekülstruktur des Reaktionszentrums der Photosynthese im Purpurbakterium Rhodopseudomonas viridis.

Im Weiteren rechnet der Autor vor, wieviel von der Energie des Sonnenlichtes letztendlich im Biokraftsotff gespeichert wird: "Für deutschen Biodiesel, der aus Rapssamen hergestellt wird, sind das weniger als 0.1%, für Bioethanol weniger als 0.2% und für Biogas etwa 0.3%." Davon muss man noch einmal mehr als die Hälfte abziehen, für die Energie die für die Herstellung der Biomasse benötigt wird (Ernte, Verarbeitung, Dünger, Pestizide...).

Der Artikel enthält einige interessante Schlußfolgerungen:

"Die Produktion von Biokraftstoffen stellt eine extrem ineffiziente Nutzung der verfügbaren landwirtschaftlichen Fläche dar."

"Wir sollten auf den Anbau von Pflanzen für die Herstellung von Biokraftstoffen verzichten."

 "Die Verbesserung der Photosynthese, ein für die Sicherstellung einer ausreichenden
Lebensmittelproduktion höchst erstrebenswertes Ziel, kann an der Überlegenheit der Kombination Photovoltaikzelle/elektrische Batterie/Elektromotor nichts ändern."

Abbildung:  Photosynthetisches Reaktionszentrum aus Rhodopseudomonas viridis (Abbildung erzeugt mit der Protein Data Bank).
Literatur: "Crystallographic refinement at 2.3 A resolution and refined model of the photosynthetic reaction centre from Rhodopseudomonas viridis." J. Deisenhofer, O.  Epp, I. Sinning, H. Michel,  J.Mol.Biol. 246 (1995) 429-457
PubMed: 7877166  
DOI: 10.1006/jmbi.1994.0097  


Weitere Links:

• kurzer Artikel bei ChemistryViews
• Beitrag bei  The Curious Wavefunction

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Als Kommentar zur Unwirtschaftlichkeit von Biokraftstoffen siehe auch diesen Bericht bei Telepolis: "Synthetischer Biokraftstoff vorerst am Ende". Die Firma Choren in Freiberg wollte aus Holzabfällen Dieselkraftstoff erzeugen. Ein entsprechendes Verfahren auf Basis von Holzvergasung und Synthesegas war bereits entwickelt worden. Allerdings war der erzeugte Krsftstoff zu teuer.

Übrigens sind die Technologien, die diesem Verfahren zu Grunde liegen, bereits lange bekannt. Die Hydrierung von Kohle wurde 1913 von Bergius entwickelt und die Fischer-Tropsch-Synthese ca. 1925.