Optimale Bioenergiepflanzen für nachhaltigen Flugtreibstoff: regionale und politische Einblicke in den USA

BerlinForscher haben kürzlich die Kosten und Vorteile von vier Arten von Bioenergiepflanzen—Maisstroh, Energie-Sorghum, Miscanthus und Switchgrass—für die Produktion von nachhaltigen Flugkraftstoffen (SAF) in den USA untersucht. Jede Pflanzenart gedeiht am besten in bestimmten Regionen des Landes, was für politische Entscheidungsträger und Landwirte von Bedeutung ist, die zur Erreichung der SAF-Ziele beitragen möchten.

Kernaussagen beinhalten:

• Miscanthus ist im Mittleren Westen am kosteneffektivsten.
• Switchgrass erzielt die besten Ergebnisse im Süden.
• Energie-Sorghum ist ideal für eine kleine Region in den Great Plains.
• Maisstroh hat den niedrigsten Kostendeckungspreis, aber die höchste Treibhausgasintensität.

Die USA verbrauchen jährlich 23 Milliarden Gallonen Flugbenzin, das 13 % der CO2-Emissionen des Transportwesens im Land ausmacht. Allerdings produziert das Land nur einige Millionen Gallonen nachhaltiger Flugkraftstoffe (SAF) pro Jahr. Die „Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge“ hat das Ziel, diese Menge bis 2030 auf 3 Milliarden Gallonen und bis 2050 auf 35 Milliarden Gallonen zu steigern. Gleichzeitig soll der Ausstoß von Treibhausgasen im Vergleich zu herkömmlichen Treibstoffen um 50 % reduziert werden.

Die Forscher Madhu Khanna und Xinxin Fan von der University of Illinois Urbana-Champaign haben verschiedene Faktoren für jeden Rohstoff untersucht, darunter den Preis, zu dem Landwirte von einer anderen Kultur umsteigen würden, die Kohlenstoffintensität und die Kosten zur Reduzierung der CO₂-Emissionen sowie die Menge an Biomasse, die pro Flächeneinheit produziert wird.

Um die Break-even-Kosten zu berechnen, werden Ausgaben für Saatgut, Chemikalien, Düngemittel und Ernte berücksichtigt. Die Analyse ergab, dass die Leistung des Ausgangsmaterials je nach Ziel variiert: Senkung der Break-even-Preise, Verringerung der Kohlenstoffintensität, Reduzierung der Kosten für CO2-Vermeidung oder Erhöhung der Biomasseproduktion pro Flächeneinheit.

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Politische Entscheidungsträger haben unterschiedliche Prioritäten, die deren Wahl der Einsatzstoffe beeinflussen. Maisstroh eignet sich gut für hohe Produktionsmengen, verursacht jedoch höhere CO2-Emissionen und kann die Bodenqualität beeinträchtigen. Miscanthus und Switchgrass sind effizienter bei der Reduktion von Treibhausgasen und der Verbesserung der Bodenqualität, sind jedoch teurer in der Produktion und benötigen finanzielle Unterstützung, um wirtschaftlich zu sein.

In Regionen wie den Great Plains sind Maisreste preiswert, aber schlecht für die Umwelt. Miscanthus und Switchgrass sind umweltfreundlicher, allerdings teurer. Energiemais wird hier nur in geringem Umfang genutzt.

Die Kosten für die Umwandlung von Rohstoffen in Biokraftstoffe und deren Transport zu den Raffinerien variieren je nach verschiedenen Faktoren. Diese Faktoren sind entscheidend, um die Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit der Produktion von nachhaltigem Flugkraftstoff (SAF) an verschiedenen Standorten zu bewerten.

Diese Studie unterstützt Landwirte und Verantwortliche dabei, die optimalen Anbaupflanzen für verschiedene Regionen des Landes zu identifizieren. Sie zeigt außerdem, welche Politiken oder Anreize am wirkungsvollsten sind. Khanna betont, dass entweder die Kohlenstoffpreise steigen oder die Produktionskosten für nachhaltige Luftfahrtkraftstoffe (SAF) sinken müssen, um diese Ziele zu erreichen.

Die Abteilung für Wissenschaft und die Abteilung für Umweltforschung des Energieministeriums haben diese Studie finanziert. Madhu Khanna und Xinxin Fan von der Universität von Illinois trugen mit Fachwissen aus verschiedenen Bereichen maßgeblich zu dieser wissenschaftlichen Arbeit bei.