Agribusiness mit dem Themenschwerpunkt Bio-Diesel

Bio-Diesel

Biodiesel erfährt momentan einen großen Aufschwung in Brasilien. Das Land schickt sich an, auch auf dem Biodieselmarkt eine Vormachtstellung in der Welt anzunehmen. Im Nationalen Programm für Produktion und Verwendung von Biodiesel, sowie dem im Januar 2005 verabschiedeten Gesetz Nr. 11.097 ist die Mindestmenge von 2% (B2) Biodiesel festgesetzt, die bis 2008 national mindestens zum fossilen Diesel zugemischt werden muss. Bis zum Jahr 2013 soll eine Beimischung von 5% (B5) obligatorisch sein.

• Biodieselproduktion in den Regionen Brasiliens
• Ölpflanzen zur Produktion von Biodiesel
• Soja
• Dendê / Palmöl
• Sonnenblumen
• Baumwolle
• Erdnuss
• Mamona / Rizinus
• Canola / Raps (Brassica napus)
• Babassu
• Pinienkerne

Einführung

Im Gegensatz zu Alkohol, mit Zuckerrohr als idealem Ausgangsmaterial, befindet sich die Produktion des Biodiesels noch im Zustand der intensiven Forschung und Entwicklung. Aus diesem Grund wurde die Embrapa Agroenergia, eine Untereinheit des Ministeriums für Landwirtschaft, Viehwirtschaft und Lebensmittel-versorgung, gegründet, die unter anderem die Aufgabe hat, zu erforschen welche ölhaltigen Pflanzen sich am besten zur Biodieselproduktion eignen. Die momentane Biodieselproduktion Brasiliens steht erst am Anfang und beruht im Wesentlichen auf einigen Pilotanlagen mit kleinen Produktionsvolumina. Im Jahr 2007 sind laut MME 20 neue Werke, und im Zeitraum 2008 – 2010 weitere 26 neue Biodiesel-Werke geplant.

Das Gesetz Nr.11116, vom Mai 2005, etabliert ein bundesweites Steuersystem und führt das Konzept des Sozialsiegels „Sozialen Treibstoffs“ ein. Die Erhebung von Steuern erfolgt teilweise oder ganz als Funktion des Produzentenstatus, Region und kultivierter Frucht. Die Produktion von Rizinus und Oelpalme in den semi-ariden Regionen des Nordens und Nordostens und besonders die Familienbteriebe werden beguenstigt. Das Sozialsiegel wird gewährt bei bindenden Abkommen zwischen biodieselproduzierenden Unternehmen und landwirtschaftlichen Familienbetrieben. Im Jahr 2008 müssen etwa 800 Mio. Liter Biodiesel produziert werden um die gesetzlichen Auflagen zu erfüllen. Die Bundesagentur für Erdöl, Erdgas und Biotreibstoffe (ANP – Agência Nacional do Petróleo, Gas Natural e Biocombustíveis) prüft aktuell verschiedene Genehmigungsanträge für Biodiesel-Werke. Wird diesen stattgegeben wird die Kapazität ausreichen um die Ziele für 2008 zu erreichen. Um die Erfordernisse für die Beimischung von 5% Biodiesel im Jahre 2013 zu erreichen ist allerdings ein bedeutendes Wachstum bei der Produktion von Nöten.

Der Biodieselverbrauch in Brasilien liegt bei 36 Mio. m3 pro Jahr, von denen 20% importiert sind (ca. 7 Mio m3 pro Jahr). 80% werden im Transportwesen (Busse und Lastwagen) verwendet, die restlichen 20% werden zur Erzeugung elektrischer Energie in abgelegenen Regionen, in der Landwirtschaft und Notfallsystemen verwendet. Die Kosten des Treibstoffes hängen stark mit den Erzeugungskosten der landwirtschaftlichen Ausgangsstoffe zusammen. Während die Zuckerrohrproduktion etwa 60% der Kosten der Ethanolherstellung ausmacht, liegt dieser Prozentsatz bei der Biodieselproduktion bei etwa 80% (Soja, Dendê, und andere). Diese Kosten für die Rohstoffe müssen reduziert werden durch Investitionen in die Forschung, besonders in die Erforschung der vielversprechendsten Ölfrüchte. Ein tropisches Land mit den Ausmaßen Brasiliens kann Pflanzenöle aus verschiedenen Ausgangsstoffen produzieren. Aus diesem Grund kann auch die Biodieselproduktion und -verwendung verschiedenartig strukturiert werden. Die Herausforderung liegt in der Nutzung der Potenziale der verschiedenen Regionen des Landes, indem man fortschrittliche Technologien nicht nur bei traditionellen Früchten wie Soja, Erdnuss, Sonnenblume, Rizinus und Dendê anwendet, sondern auch bei neuen Kulturen wie Purgiernuss (Jatropha curcas), Rettich (Raphanus sativus L. Var. oleiferus Metzg), Pequi- oder Souari-Nuss (Caryocar brasiliense), Buriti-Palme (Mauritia flexuosa L.), Macaúba oder die Grugru-Palme (Acronomia aculeate) und vielen weiteren Ölpflanzen die noch erforscht werden müssen. Obwohl einige einheimische Pflanzen gute Labor-Ergebnisse gezeigt haben, ist deren Produktion ausschließlich als Sammelwirtschaft organisiert, und es gibt keine kommerziellen Pflanzungen, die eine genaue Bestimmung der Potenziale zuließe. Dies wird in der brasilianischen Agrarforschung noch einige Zeit benötigen und hat bisher noch wenig Fortschritte erzielt. Unter den Früchten die für die Biodieselproduktion verfügbar sind muss besonders die Sojabohne hervorgehoben werden, deren Öl für 90% der brasilianischen Pflanzenölproduktion verantwortlich ist. Die Afrikanische Palme (Dendê), Kokosnuss und Sonnenblume besitzen eine besonders hohe Poduktivität, Rizinus ist besonders dürreresistent. Der Agroenergieplan 2006-2011 sieht mittelfristig die Schaffung von Ölpflanzen mit einer Energiedichte von 2.000 kg/ha und langfristig von sogar 5.000 kg/ha vor. Die Alkoholquelle für die Umesterung der Pflanzenöle kann sowohl Ethanol oder Methanol sein. Für Brasilien bietet sich strategischerweise die erstere Möglichkeit an, da Ethanol in großen Mengen zu extrem wettbewerbsfähigen Preisen hergestellt wird. Methanol hingegen ist giftig und muss importiert oder aus Erdgas gewonnen werden.

 

 

Biodieselproduktion in den Regionen Brasiliens

Der Norden

Der Norden ist besonders abhängig von Diesel für stationäre Generatoren und die Fluss-Schifffahrt. Das einzige registrierte Unternehmen zur Produktion von Biodiesel ist Agropalma, ein großer Palmölerzeuger, der eine Biodiesel-Werk gebaut hat in dem die Veresterung mit Fettsäuren durchgeführt wird, die durch den oil refining process gewonnen werden. Die Kapazität dieses Werkes beträgt 8.100 t Biodiesel pro Jahr mit Verwendung von Ethanol als Reagent. Eine weitere geplante Anlage in Tocantins soll 40 Mio. Liter jährlich erzeugen. Der momentane jährliche Verbrauch der Region liegt bei 3 Mio. t Diesel. Da die installierte Kapazität kaum mehr als 10% des benötigten Volumens bereitstellt, ist es unwahrscheinlich, dass die Region bis 2008 Selbstversorgungsgrad erreicht. Eine weitere Herausforderung ist die Dezentralisierung der Biodieselproduktion um abgelegene Gemeinden direkt zu versorgen. Diese Gemeinden sollen das Rohmaterial erzeugen und direkt in Biodiesel umwandeln. In der nördlichen Region ist die Nutzung der Ölpalme (Dendê) zur Erzeugung von Biodiesel eine besonders interessante Option.

Nordosten

Der Nordosten konsumiert 15% des landesweiten Dieselbedarfs. Die ersten Biodiesel-Werke (Nutec in Fortaleza und Brasil Biodiesel in Teresina) liegen in dieser Region, beide experimentelle Anlagen mit täglichen Produktionsmengen von 800 bzw. 2.000 Litern. Aufgrund der sozialen Ausrichtung des „Nationalen Programms für Produktion und Verwendung von Biodiesel“, beinhaltet dieses im Nordosten die Erzeugung von Biodiesel auf Grundlage von Rizinus. Diese Frucht ist sehr gut an das semi-aride Klima angepasst und stellt eine Alternative für kleinbäuerliche Familienbetriebe dar. Biodiesel soll ein wichtiges Instrument zur Erzeugung von Einkommen im Hinterland werden. In den semi-ariden Gebieten liegt das durchschnittliche Netto-Einkommen von fünf ha Rizinus mit einer durchschnittlichen Produktion von 700-1.200 kg/ha einer Familie zwischen 2.500 und 3.500 R$ pro ha. Bohnen und Mais können mit Rizinus in Mischkultur angebaut werden. Im Erntejahr 2004/2005 bauten 33.000 Familienbetriebe auf 84.000 ha Ölfrüchte zur Produktion von Biodiesel an. Davon wurden im selben Jahr 59.000 ha alleine im Nordosten von 29.000 Familienbetrieben kultiviert.

Der internationale Preis für Rizinusöl schwankt wegen der vielfältigen Verwendung des Öls in der chemischen Industrie um die 1.000 US$/t. Um den Rizinusölpreis mit der Biodieselproduktion verträglich zu machen, wäre es nötig grundlegende Produktivitäts- und Ertragssteigerungen der Frucht zu erzielen um den Preisniveau anderer Pflanzenöle zu erreichen. Um den Rizinusölpreis mit der Biodieselproduktion verträglich zu machen, wäre es nötig grundlegende Produktivitäts- und Ertragssteigerungen der Frucht zu erzielen um den Preisniveau anderer Pflanzenöle zu erreichen.

Obwohl mit einer weiteren Ausdehnung der Rizinuspflanzungen gerechnet wird, steht die Forschung an neuen Rizinusarten und Verfahrenstechnologien noch am Anfang , besonders die Forschung an geeigneten Erntemaschinen. Meistens werden Maschinen zur Getreideernte mit einigen Anpassungen verwendet.
Die Produktion von Rizinusöl könnte in semi-ariden Gebieten zur sozialen Integration beitragen. Allerdings wird diese Frucht über kurz oder lang auch von kapital-intensiver Produktion anderer Regionen erzeugt werden.

Mittlerer Süden

Aus Soja kann genug Öl hergestellt werden um 5% des momentan verwendeten herkömmlichen Diesel durch Biodiesel zu ersetzen. Es existieren ökonomische Beschränkungen für die Verwendung von Sojaöl zur Biodieselproduktion aufgrund der relativen Kosten des Rohstoffs. Biodiesel aus Sojaöl ist wenig wettbewerbsfähig. Darum sind einige Unternehmen zögerlich bei dem Gedanken Biodiesel aus Sojaöl für denn nationalen Markt zu produzieren. Die Regierung gewährt Steuerbegünstigungen für jede Biodieselproduktion, unabhängig von Region, Unternehmenstyp oder verwendetem Ausgangsstoff. Besondere Behandlung wird nur der familiären Landwirtschaft des Nordens und der semi-ariden Gebiete des Nordostens gewährt.

Die Kapazität der Biodieselproduktion im Mittleren Süden wird für Ende 2007 auf 825,2 Mio. Liter pro Jahr geschätzt. Momentan ist in dieser Region nur eine Anlage im Bundesstaat Minas Gerais in Betrieb, mit einer Kapazität zur Produktion von 12 Mio. l/Jahr. In dieser Region wird die Biodieselproduktion auf 125 Mio. l/Jahr anwachsen durch 13 weitere Werke die schon gebaut wurden, jedoch noch nicht in Betrieb genommen sind.

Die Region besitzt ein großes Potenzial zur Erzeugung von Biodiesel auf Grundlage von Erdnuss, Sonnenblume und Rizinus. Experimente mit Rizinus im Bundesstaat Mato Gosso und die Forschung im Agronomischen Institut in Campinas ergaben viel versprechende Ergebnisse, besonders mit so genannten Zwergsorten, die nicht nur sehr produktiv (bis zu 4t Rizinusbohnen pro ha) sondern auch mechanisch erntebar sind.

 

 

Ölpflanzen zu Produktion von Biodiesel

Soja

Brasilien ist der nach den USA der zweitgrößte Soja-Produzent der Welt und der größte Exporteur. Im Erntejahr 2006/07 wurden 56,32 Mio. t auf 20,2 Mio. ha produziert. Die durchschnittliche Produktivität liegt bei 1.800 – 4.000 kg/ha. Aus einem Hektar Soja lassen sich 560 kg Öl gewinnen. Die Exporte beliefen sich im Jahr 2006 auf nahezu 40 Mio. t und machen damit über die Hälfte der gesamten Getreideexporte aus. Die Hauptproduktions-standorte, die 50% der Produktion auf sich vereinen liegen im mittleren Westen. Mit 16 Mio. t ist der Bundesstaat Mato Grosso der Hauptproduzent. Weitere große Produzenten sind die Staaten Paraná, Rio Grande do Sul und Goiás. Der Export von Soja erbrachte im Jahr 2006 9,28 Mrd. US$. Das Hauptprodukt des Soja ist das Soja-Mehl, zu dem etwa 72% des Getreides verarbeitet werden und überwiegend in der Futtermittelindustrie Verwendung findet. Das Öl kann zum menschlichen Verzehr oder zur Produktion von Biodiesel verwendet werden.
Die Verarbeitungskapazität von Sojaöl liegt bei 5 Mio. m3, die Verarbeitungskapazität von Biodiesel aus Soja bei 1,5 Mio. m3. Die Kosten zur Produktion von Biodiesel aus Soja liegen bei 300-380 US$ pro m3 in São Paulo und Paraná. In Zentralbrasilien bei 770-830 US$ pro m3.

 

 

Dendê / Palmöl

Dendê ist eine Ölpalme und stammt ursprünglich aus Afrika. Sklaven brachten sie im siebzehnten Jahrhundert mit nach Brasilien, wo die Pflanze sich gut an das feucht-tropische Klima anpasste. Die Hauptproduzenten sind die nördlichen Bundesstaaten Pará (89%) und Bahia (10%). Der Produktionszyklus von Dendê beträgt 25 Jahre. Erst drei Jahre nach der Pflanzung beginnt die kommerzielle Nutzung. Zwischen dem 8. und 16. Jahr erreicht die Pflanze ihr Produktionsmaximum. Im Jahr 2005 wurden 170.000 t auf 63.780 ha produziert. Die durchschnittliche Flächenproduktivität liegt bei 15.000 kg/ha. Aus einem Hektar lassen sich 3 -6 t Palmöl herstellen.
Von den Palm-Pflanzungen haben einige noch nicht ihr Reifestadium erlangt, so dass die Produktion dieser Plantagen noch ansteigt und die Produktivität bis 40 t/ha mit Ölgehalten von 22% anwachsen soll.

Das Dendê-Öl wird schon lange Zeit zum menschlichen Verzehr gebraucht, könnte sich aber in Zukunft aufgrund des großen Ölertrages pro Flächeneinheit als optimale Alternative zur Produktion von Biodiesel erweisen. Auf lange Sicht ist die Nutzung der Ölpalme aus Ausgangsstoff zur Deckung des nationalen und internationalen Biodieselbedarfs eine gute Option. Jedoch gibt es noch einige technologische Probleme zu lösen. Darüber hinaus ist der Lebenszyklus der Palmen sehr lang und die wirtschaftlichen Ergebnisse, sowie die Forschung benötigen noch einige Zeit.

 

 

Sonnenblume

Die Produktion von Sonnenblumen betrug im Erntejahr 2006/07 etwa 120.000. t auf einer Fläche von 80.900 ha. Goiás, Mato Grosso do Sul, Mato Grosso und Rio Grande do Sul sind die Hauptproduzenten und für 96% der nationalen Produktion verantwortlich. Sonnenblumenöl ist als gesundes Produkt geschätzt. Die weltweite Nachfrage steigt jährlich um 1,8%. In Brasilien stieg sie im vergangenen Jahr um 13%.

2006/2007 lag die Erntemenge bei 30,75 Mio. t Sonnenblumenkerne aus denen 10,83 Mio. t Öl gewonnen wurde. Die mittlere Produktivität liegt bei 1.500 – 2.800 kg/ha. Ein Hektar Sonnenblumen ergibt 990 kg Spreu/Kleie oder 774 kg Pflanzenöl.

 

 

Baumwolle

Momentan ist Brasilien weltweit der fünftgrößte Produzent und drittgrößte Exporteur von Baumwolle. Die Produktion beläuft sich auf 3,56 Mio. t, die auf 1,047 Mio. ha angebaut werden. Die mittlere Produktivitaet lieht bei 3,4 t/ha. Momentan ist Mato Grosso der Hauptproduzent mit einer jährlicher Produktion von 48% der nationalen Produktion. Die Bundesstaaten Bahia, Goiás und Mato Grosso do Sul sind wichtige Produzenten und für 40% der Gesamternte verantwortlich. Ein Hektar ergibt 360 kg Öl. Die Exporte erreichten 2005/2006 390 Mio. t.

 

 

Erdnuss

2006/2007 wurden 31,69 Mio. t Erdnüsse und 4,85 Mio. t Öl produziert. Die gesamte Erntemenge belief sich 2006/2007 auf 242.650 t auf 101.300 ha. São Paulo ist mit 88% der Gesamtproduktion der Hauptproduzent während sich die restlichen 12% auf die Staaten Mato Grosso, Paraná, Bahia, Rio Grande do Sul, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais, Pernambuco, Goiás, Sergipe und Ceará verteilen. Innerhalb von São Paulo sind die größten Anbaugebiete die Regionen um Ribeirão Preto und Marília. In diesen Regionen besitzt die Kultivierung von Erdnuss besondere Bedeutung aufgrund ihres physiologisch kurzen Lebenszyklus, der, zusammen mit anderen Ölsaaten eine Option bietet die stillgelegten Zuckerrohrflächen zu verwenden.

Schätzungen weisen darauf hin, dass 80% der Stillegungsflächen mit Erdnuss bepflanzt sind. Das Korn der Erdnuss wird besonders in der Nahrungsmittelindustrie verwendet. Auf dem nationalen und internationalen Markt genießt das Öl eine hohe Wertschätzung, könnte aber auch in einigen Fällen eine geeignete Alternative für die Biodieselproduktion darstellen. Die durchschnittliche Produktivität der frischen Erdnusskerne liegt bei 1.100 - 2.800 kg/ha, bei getrockneten Kernen 1.000-1.500 kg/ha. Die Produktivität der Schale ist 1.500 - 4.000 kg/ha. Ein Hektar Erdnuss liefert 788 kg Öl.

 

 

Mamona - Rizinus

Mamona (oder Rizinus) stammt ursprünglich aus Äthiopien und wird heute auf der ganzen Welt, überwiegend in Entwicklungsländern kultiviert. Brasilien ist der drittgrößte Produzent von Mamona und für 11% der Weltproduktion verantwortlich mit 152.300 t auf 209.100 Mio. ha. Die durchschnittliche Produktivität der Beere liegt zwischen 700 – 2.000 kg/ha. Aus einem Hektar lassen sich 470 kg Öl produzieren.

Der Nordosten produziert 97% der Gesamtproduktion des Landes. Bahia repräsentiert 87% der nationalen Produktion. Die Pflanze ist sehr dürreresistent und das von ihr produzierte Öl ist in Alkohol lösbar. Ein wichtiges Nebenprodukt ist der Presskuchen aus der Extraktion des Öls, der extrem reich an Fasern (>35%) ist und etwa 5% Stickstoff beinhaltet und sich daher hervorragend als Dünger eignet. Darüber hinaus kann der Presskuchen zur Eiweißanreicherung tierischer Futtermittel verwendet werden.

Trotz ihres hohen Ölgehalts ist die landwirtschaftliche Produktivität der Frucht gering aufgrund der geringen Technisierung und fehlender Produktionsfaktoren. Die Kosten zur Produktion von Biodiesel aus Mamona liegen bei 800 US$ pro m3.

 

 

Canola / Raps

Canola ist ein in Kanada durch Verbesserung konventionellen Raps gezüchtete Pflanze. Sie wird hauptsächlich in China, Kanada, Indien und den USA angebaut und erst 1974 in Brasilien in Rio Grande do Sul und später in Paraná eingeführt. Die Produktivität von Canola liegt zwischen 800 – 2.000 kg/ha. Ein Hektar ergibt zwischen 300 - 760 Litern Öl.

Die Kultivierung der Pflanze erfährt zwar momentan einen Aufschwung in Brasilien, ist aber bei einer Anbaufläche von 12.400 ha im Erntejahr 2003/2004 von denen 10.800 ha im Bundesstaat Rio Grande do Sul und 1.600 ha in Paraná liegen, noch unbedeutend. Das Canola-Öl findet überwiegend in der Medizin und Ernährungswissenschaft Verwendung.

In der europäischen Biodieselproduktion ist Rapsöl der hauptsächlich verwendete Ausgangsstoff. Der Presskuchen, der durch die Extraktion des Öls entsteht ist ein optimaler Eiweißlieferant für die Futtermittelindustrie für Rinder, Pferde, Schweine und Geflügel.

 

 

Babassu

Die Babassu-Palme gedeiht im Nordosten Brasiliens auf einer Fläche von etwa 12.000 ha, von denen der Großteil im Bundesstaat Maranhão liegt. Monatlich werden etwa 140.000 t der Babassu-Mandeln extrahiert. Das Potenzial ist jedoch nicht ausgeschöpft. Die Pflanze kann zur Herstellung von Kohle, Heizöl, Gas, und Schmieröl verwendet werden. Das Öl besitzt hervorragende Eigenschaften für die Herstellung von Biodiesel. Die Kosten zur Produktion von Biodiesel aus Babassu liegen bei 720 US$ pro m3.

 

 

Pinienkerne

Pinien besitzen vorteilhafte Eigenschaften gegenüber anderen Ölfrüchten, da sie rustikal, dürreresistent, wenig anfällig für Schädlinge und Krankheiten, und gut an verschiedene Klimate angepasst sind. Die Kerne der Pinie wurden wegen ihrer physikalisch-chemischen und heilkräftigen Eigenschaften schon immer als Ölquelle genutzt.

Ihr Öl wird zur Seife- und Schmierölherstellung verwendet. Momentan ergibt sich ein großes Potenzial zur Erzeugung von Biodiesel durch ihren hohen Ölgehalt. Die Produktivität liegt bei 4.000 - 12.000 kg/ha. Ein Hektar ergibt 1.500 – 5.000 Liter Öl.

Autorin: Irene Arnold

 

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