Biokraftstoff aus Hanf: Eine brauchbare Alternative zu fossilen Brennstoffen?

Es ist ein weit verbreiteter Irrglaube unter Hanf- und Cannabisbefürwortern, dass ein einfacher Umstieg von fossilen Brennstoffen auf Hanf-Biokraftstoff auf einen Schlag das offen gesagt erschreckende Problem der fossilen Brennstoffe lösen würde. Biokraftstoffe sind bei weitem nicht die Lösung zur Rettung des Planeten, als die sie allzu oft dargestellt werden, sondern bringen eine ganze Reihe von Problemen mit sich, die mehr Probleme schaffen, als sie lösen.

Nichts existiert für sich allein. Es ist wichtig, den Dominoeffekt zu betrachten, den der Ersatz von fossilen Brennstoffen durch Biokraftstoffe für den gesamten Planeten hätte. Vergleicht man jedoch Hanf mit anderen Rohstoffen für Biokraftstoffe, so sind einige Vorteile zu erkennen.

Biodiesel und Ethanol können beide aus Hanf hergestellt werden

Es gibt zwei Arten von Biokraftstoffen: Biodiesel und Ethanol. Ethanol wird aus Getreide (Mais, Gerste, Weizen usw.) oder Zuckerrohr hergestellt, kann aber auch aus den ungenießbaren Teilen der meisten Pflanzen gewonnen werden. Es wird häufig als Biokraftstoff verwendet, in der Regel aber dem Benzin beigemischt.

Autos, die für den Betrieb mit Benzin ausgelegt sind, vertragen nur eine 10 %ige Beimischung von Ethanol zum Benzin; Autos mit flexiblem Kraftstoff können eine bis zu 80 %ige Ethanolmischung verwenden. In Brasilien, wo große Mengen an Zuckerrohr für Biokraftstoff angebaut werden, können einige Fahrzeuge mit 100 % Ethanol betrieben werden.

Biodiesel wird durch Raffinieren von Ölen und Fetten aus Pflanzen oder Tieren, meist aus Pflanzenöl, hergestellt und benötigt Methanol.Normaler Diesel wird häufig im Verhältnis 4:1 mit Biodiesel gemischt, aber die Mischungen können zwischen 2 % und 100 % Biodiesel liegen. Ein praktischer Vorteil von Biodiesel ist, dass jedes Dieselfahrzeug damit fahren kann.

Hanf, wenn er als Rohstoff für Biokraftstoffe angebaut würde, könnte beide Biokraftstoffe produzieren. Hanfsamen bestehen zu 30-35 Gewichtsprozent aus Öl, was einen Kraftstoffertrag von etwa 780 Litern pro Hektar ergibt. Das ist deutlich weniger als bei Palmöl und Kokosnuss, aber mehr als doppelt so viel wie bei Raps, Erdnüssen und Sonnenblumen und viermal so viel wie bei Sojabohnen. Der Rest der Pflanze kann durch Fermentation unter niedrigem Sauerstoffgehalt zu Ethanol verarbeitet werden.

Natürliche Folgen der Biokraftstoffproduktion

Die am häufigsten verwendeten Rohstoffe für Biokraftstoff sind Sojabohnen und Mais (USA), Zuckerrohr und Zuckerrüben (Südamerika), Palmöl (Südost- und Ostasien) und Raps (Europa). Alle diese Arten benötigen erhebliche Mengen an fruchtbarem Land, um zu gedeihen.

Große Teile des Regenwaldes wurden zerstört, um Platz für Ölpalmen zu schaffen, und die Abholzung findet in all diesen Gebieten in alarmierendem und beispiellosem Ausmaß statt. Dadurch wurde der Lebensraum zahlreicher Arten zerstört, von denen viele (wie der Orang-Utan) bereits vom Aussterben bedroht sind.

Diese Rohstoffe werden auch auf Ackerflächen angebaut, die normalerweise für den Anbau von Pflanzen für den menschlichen Verzehr genutzt werden, wodurch die Preise für diese Pflanzen in die Höhe getrieben werden und für die Armen unerschwinglich sind. Darüber hinaus findet eine so genannte „sekundäre Entwaldung“ statt, da mehr Land für den Anbau von Nahrungsmitteln benötigt wird.

Die von verschiedenen Regierungen weltweit festgelegten Ziele für Biokraftstoffe könnten sowohl dem Klimawandel als auch der Nahrungsmittelversorgung mehr schaden als nützen. Es sind die Entwicklungsländer, die von diesen Problemen am stärksten betroffen sind, und nicht die wohlhabenden Länder.

Welche Vorteile hat Hanf als Rohstoff für Biokraftstoffe?

Hanf hat den Vorteil, dass er auf wenig fruchtbarem Boden wachsen kann, und seine Fähigkeit, auf so genanntem „Grenzertragsland“ zu wachsen, wird von vielen hoch gelobt. Grenzertragsflächen“ sind grundsätzlich ein wirtschaftlicher Begriff, der ein Stück Land bezeichnet, dessen Bewirtschaftung mehr kostet, als es einbringen kann. Dabei kann es sich um Flächen mit schlechter Bodenqualität, Verschmutzung durch frühere industrielle Aktivitäten oder um Flächen mit besonders schwierigen Bodenverhältnissen für die Landwirtschaft handeln, wie z. B. steile Berghänge.

Das meiste Saatgut wird jedoch produziert, wenn es auf fruchtbarem Boden unter optimalen Bedingungen angebaut wird. Sollte sich die Verwendung als Biokraftstoff-Rohstoff durchsetzen, ist es sehr wahrscheinlich, dass Ackerland für Hanf auf die gleiche Weise genutzt wird wie für konkurrierende Rohstoffe, mit den gleichen negativen Auswirkungen auf die Lebensmittelpreise.

Die anderen Probleme mit Grenzertragsflächen sind, dass sie erstens oft Arten und Prozesse unterstützen, die ein wertvoller Teil des Ökosystems sind. Zweitens befinden sie sich in der Regel an Orten, die für die Landwirtschaft unpraktisch sind, wie z.B. an Berghängen.

Die Frage, wie Hanf an schwer zugänglichen Orten geerntet und zu einer Biokraftstoffverarbeitungsanlage transportiert werden kann, darf nicht ignoriert werden. Da bei beiden Tätigkeiten durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe CO2 erzeugt wird, muss dies bei der Bewertung als kohlenstoffneutrale Pflanze berücksichtigt werden. Dies gilt für alle Biokraftstoffpflanzen auf allen Flächen, nicht nur für Hanf auf Grenzertragsflächen. Die Kohlenstoffkosten für das Pflügen, die Aussaat, die Ernte, den Transport und die Verarbeitung sind höher als bei der Herstellung fossiler Brennstoffe.

Auch wenn dies bedeutet, dass die Umstellung auf Hanfkraftstoff für alle Kraftfahrzeuge weder die Energiekrise lösen noch den Klimawandel aufhalten wird, könnte es eine kleinere, aber dennoch hilfreiche Anwendung geben. Wenn landwirtschaftliche Betriebe in der Lage sind, Hanf vor Ort anzubauen und zu verarbeiten, um Biokraftstoffe für landwirtschaftliche Fahrzeuge und Maschinen herzustellen, könnten sie einen sich selbst erhaltenden und kohlenstoffarmen „Kreislauf“ schaffen. Dies kann in kleinem Umfang dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu beenden. Hanf könnte als Fruchtfolgepflanze in den bestehenden Nahrungsmittelanbau eingeführt werden, wodurch sich die Auswirkungen auf die Nahrungsmittelpreise und den Verbrauch fossiler Brennstoffe verringern würden.

Hinzu kommt, dass Hanf gegenwärtig eher ein „Nischenprodukt“ ist, so dass die Abhängigkeit von Hanf nicht so groß ist wie beispielsweise die von Mais. Dies macht ihn jedoch für die Produktion von Biokraftstoffen in großem Maßstab unwirtschaftlich.

Für den Anbau von Hanf werden nur minimale Mengen an Dünger und Wasser benötigt

Ein weiterer Bereich, der bei der Betrachtung von Biokraftstoffen genauer untersucht werden muss, sind die für den Anbau benötigten Düngemittel. Bei diesen Düngemitteln handelt es sich im Wesentlichen um Nitrate aus Öl und Gas – ja, fossile Brennstoffe -, die mit Hilfe des energieintensiven Haber-Bosch-Verfahrens zu Ammoniak verarbeitet werden, das wiederum als Ausgangsstoff für alle anderen Stickstoffdünger dient.

Wenn sie einmal in den Boden eingebracht sind, bleiben sie nicht einfach dort. Entweder werden sie in Wasserläufe geschwemmt, wo sie das Ökosystem stören, Fische töten und die Trinkwasserversorgung verschmutzen, oder sie gelangen in die Atmosphäre und werden zu Lachgas. Distickstoffoxid ist ein Treibhausgas, das schlimmer ist als Kohlendioxid. Sie gelangen auch in die Atmosphäre und werden zu den Monostickstoffoxiden NO und NO₂, die zum bodennahen Ozon beitragen (ein weiteres Gesundheitsrisiko).

Hanf benötigt eine Bodenfruchtbarkeit, die ungefähr der von Mais entspricht, um gut zu wachsen. Allerdings werden etwa 70 % des Nährstoffbedarfs dem Boden während und nach dem Wachstumszyklus wieder zugeführt. Außerdem führt eine geringe Menge an Nährstoffen zu großen Erträgen. Dadurch wird die Menge an Düngemitteln, die er langfristig benötigt, drastisch reduziert. Dies ist ein eindeutiger Vorteil gegenüber allen anderen Biokraftstoff-Rohstoffen.

Das Gleiche gilt für den Wasserbedarf. Eines der größten Probleme bei Biokraftstoffen ist, dass für ihre Herstellung mehr Wasser benötigt wird als für fossile Kraftstoffe, und zwar zwischen dem Doppelten und 48-fachen. Hanf benötigt etwa 30 – 40 cm Wasser pro Wachstumssaison oder entsprechende Niederschläge, um eine Ernte zu erzielen, während Mais etwa 56 cm benötigt.

Die gesamte Pflanze kann verwendet werden

Vielleicht einer der größten Vorteile von Hanf als Biokraftstoff ist die Möglichkeit, jeden Teil der Pflanze zu verwenden. Sobald das Öl aus den Samen gepresst ist, können die verbleibenden Schalen und Samenbestandteile zu „Kuchen“ gepresst werden, die als nahrhaftes Tierfutter dienen. Erntereste und Blätter, die während des Wachstums abfallen, kehren zusammen mit den Wurzeln in den Boden zurück, um ihn für die nächste Ernte wieder aufzufüllen. Die Bastfasern und -schäben werden für Fasern, Papier und Baumaterialien verwendet, um nur einige Produkte zu nennen.

Entwicklungen in der Biokraftstoffforschung und ihre Anwendung auf Hanf

Der Prozess der Pyrolyse ist relativ neu für die Anwendung von Hanf als Biokraftstoff. Bei der Pyrolyse wird faseriges, zellulosehaltiges Pflanzenmaterial (technisch als lignozellulosehaltige Biomasse bezeichnet) starker Hitze ausgesetzt, um Öle in Kraftstoffqualität zu gewinnen. Das Verfahren ist äußerst wirtschaftlich, da im Grunde genommen Biomasseabfälle für den Prozess verwendet werden können. Die Technik kann auf Hanf und sogar auf die enorme Menge an Biomasse angewandt werden, die bereits durch den weltweiten Hanf- und Marihuanaanbau erzeugt wird.

Diese Entwicklung knüpft an die Möglichkeiten an, die gesamte Pflanze zu nutzen, sogar einfach die Abfälle, die von der Cannabisindustrie insgesamt erzeugt werden. So fielen beispielsweise allein in Washington in den ersten drei Jahren nach der Legalisierung (2014) 1,7 Millionen Pfund an Abfällen von Cannabispflanzen an.

Seitdem haben viele europäische Länder den Hanfanbau legalisiert und auch die USA, so dass die Abfallmenge nur noch steigen dürfte. Kalifornien hat schon seit langem ein Problem mit Cannabisabfällen. Die Pyrolyse bietet eine Möglichkeit, aus Cannabis- und Hanfabfällen Kapital zu schlagen und sie zur Herstellung von Biokraftstoff zu verwenden, ohne sich mit der ohnehin schwierigen Frage des Anbaus auseinandersetzen zu müssen.

Es gibt immer noch Hindernisse, um herauszufinden, ob Hanf der beste Biokraftstoff ist oder nicht. Das größte Hindernis für die Verwendung von Hanf als Biokraftstoff besteht derzeit darin, dass so wenig davon angebaut wird. In den letzten Jahren hat sich die Gesetzgebung gelockert, insbesondere in den USA, wo der Hanfanbau legalisiert wurde.

Der größte Teil des in Europa, China und den USA angebauten Hanfs wird jedoch für die Herstellung von Lebensmitteln, CBD-Produkten, Kosmetika und in der Forschung verwendet. Ein Teil davon wird für die Herstellung spezieller Spinnprodukte wie Hanfpapier und Hanfseile verwendet.

Viele Vorteile von Hanf als Biokraftstoff bleiben theoretisch, da er bisher nur in geringem Umfang für Biokraftstoff verwendet wurde. Es ist inständig zu hoffen, dass dies nicht mehr lange der Fall sein wird.