Ferienzeit gleich Reisezeit

Meine «Lucy», ein veritabler Land Rover Defender TD4, hat mit ihrer 2.2 Liter Maschine die Route zu meinen Eltern in Westfalen mit Bravour «abgeritten». Sobald ich den Motor starte, weiss ich auch, dass ich viel Geld auf dem Weg in den Norden an Tankstellen liegen lassen werde. Doch das Geld ist das eine. Das andere ist der grundsätzliche Verbrauch des Treibstoffs Diesel, die entstehende Umweltbelastung und damit einhergehend der Umgang mit der Ressource Öl. Eine Modellrechnung, die zum Nachdenken anregen soll.

Liter Diesel pro 100 Kilometer ist eine gängige Art und Weise, wie ich den Verbrauch von Lucy berechne und im Auge behalte. Das macht jeder so, je nach Nationalität werden es auch Gallonen oder andere Einheiten. Daher habe ich eine universellere Messeinheit genommen, nämlich die Tiere, die jeder mag: Der T-Rex. Aber fangen wir vorne an.

Vom Mikroorganismus zum Treibstoff

Jeder Tropfen Diesel wird aus dem Rohstoff Rohöl gewonnen. Und Rohöl entsteht über Jahrmillionen und in einem sehr intensiven Prozess: Winzige Lebewesen wie Plankton, Algen und Bakterien sterben und sinken auf den Grund flacher Meere und Küstenregionen. Schicht um Schicht häufen sich ihre Überreste an, bedeckt von Sedimenten, die sie vor dem Zerfall bewahren. Unter Luftabschluss, enormem Druck und Temperaturen zwischen 60°C und 150°C, beginnt die Natur ihr alchemistisches Werk.

Aus den organischen Überresten entsteht zunächst Kerogen. Das wandelt sich bei weiterer Erwärmung (etwa 100°C-150°C) in Erdöl um. Das entstehende Öl sickert durch poröses Gestein, bis es auf undurchlässige Schichten trifft und sich dort ansammelt. In diesen Ölfallen lagert das Öl, bis es durch Bohrungen zutage gefördert wird. In Raffinerien wandeln dann Konzerne diese «Ursuppe» in verschiedene Produkte um, unter anderem in den von Lucy bevorzugten Diesel.¹

Verantwortungsvoller Umgang

Dieser gesamte Prozess dauert Millionen von Jahren, das Verbrauchen geht sehr schnell. Da wir Erdöl nicht einfach so erzeugen können – zumindest nicht, ohne einen enormen Einsatz von Energie – ist Erdöl eine nicht-erneuerbare Ressource. Meine Rechnung mit den T-Rex gibt mir ein klareres Bild, dass wir mit Ehrfurcht und auch mit Verantwortung mit den fossilen Brennstoffen umgehen sollten. Denn meine Lucy ist nur ein Rädchen im grossen Diesel-Verbrennungsgeschehen weltweit.

Der Dino im Tank

Zurück also zu Lucys Durst. Meine Lucy verbrauchte auf der 1440 Kilometer langen Reise rund 162 Liter Diesel. Das entspricht etwa 400 Kilogramm CO₂ und Treibstoffkosten von rund 260 CHF. Der Durchschnittsverbrauch lag bei 11,25 Litern pro 100 km. Wir wissen ferner, dass wir rund 38 kg Biomasse für einen Liter Diesel benötigen.² Für unsere hypothetische Rechnung wähle ich als Referenz meinen Lieblingsdino, einen T-Rex mit einem geschätzten Gewicht von 10,1 Tonnen.³ Folgende Rechnung gilt daher:

• T-Rex-Äquivalent für 1 Liter Diesel: 0,00376 T-Rex
  Berechnung: 0,038 Tonnen / 10,1 Tonnen pro T-Rex = 0,00376 T-Rex pro Liter Diesel
• Verbrauch pro 100 Kilometer: 0,0423 T-Rex
  Berechnung: 11,25 L × 0,00376 T-Rex/L = 0,0423 T-Rex
• Gesamtverbrauch der Reise: 0,60912 T-Rex 
  Berechnung: 162 L × 0,00376 T-Rex/L = 0,60912 T-Rex
• Reichweite mit einem ganzen T-Rex: 2364 km 
  Berechnung: 1440 km / 0,60912 ≈ 2364 km. 

Fazit

Da Lucy und ich nun ca. 175’000 Kilometer hinter uns gebracht haben, habe ich nach obigen Voraussetzungen rund 74 T-Rex «getankt». Das ist schon eine respektable Herde, um einen prähistorischen Themenpark zu füllen. Andererseits ist das allerdings «nur» ein T-Rex aus einer Herde mit 33,8 Millionen Tieren. Das entspricht einem «Verbrauch» von etwa 0,00000296% aller jemals existierenden T-Rex.⁴

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1. Den Prozess kann man hier in aller Kürze nachlesen: https://motorvital.de/blogs/blog/wie-gewinnt-man-aus-erdol-benzin-und-diesel Für meine Kalkulation mache ich es mir einfach und ignoriere ein paar Details, die Shell und Co mir mit Sicherheit um die Ohren hauen würden, daher findet Ihr hier den Prozess aus chemischer Sicht: https://www.leifichemie.de/erdoel-und-organische-stoffklassen/einfuehrung-die-organische-chemie/grundwissen/erdoelaufbereitung sowie auf den Seiten von BP noch granularer aufgeschlüsselt: https://www.bp.com/de_de/germany/home/wer-wir-sind/bp-in-deutschland/raffineriegeschaeft/verfahren-in-raffinerien.html ↩︎
2. Die Menge an prähistorischer Biomasse, die zur Herstellung von 1 Liter Diesel benötigt wird, ist viel geringer als für Rohöl. Zudem entsteht Rohöl, aus dem Diesel raffiniert wird, aus den Überresten von Meeresorganismen, nicht aus grossen Dinosauriern wie dem Tyrannosaurus rex.
   Für genaue Berechnungen müssten wir realistische Zahlen verwenden, basierend auf der Energiedichte von Diesel und der Effizienz der natürlichen Prozesse, die Biomasse über geologische Zeiträume in Öl umwandeln.
   – Effizienz der Rohölbildung: Es wird geschätzt, dass etwa 1-10 % der ursprünglichen organischen Materie über Millionen von Jahren in Öl umgewandelt werden.
   – Energiedichte: Diesel hat eine Energiedichte von etwa 38 MJ/L (Megajoule pro Liter).
   – Energiegehalt der Biomasse: Nehmen wir einen Durchschnitt von 20 MJ/kg für alte marine Biomasse an.
   – Im Durchschnitt kann man aus einem Liter Rohöl etwa 0,3 bis 0,4 Liter Diesel gewinnen.
   
   Mit diesen Angaben können wir schätzen:
   1. Energie in 1 L Diesel: 38 MJ
   2. Äquivalente Biomasse-Energie: 38 MJ ÷ 20 MJ/kg = 1,9 kg
   3. Unter Berücksichtigung der Umwandlungseffizienz (angenommen 5%): 1,9 kg ÷ 0,05 = 38 kg
   
   WICHTIG: Allerdings sind das alles sehr gewagte Zahlen und dienen lediglich einer Annäherung an das Thema. Ich müsste mal mit Spezialisten sprechen, um das zu verifizieren oder falsifizieren. Das mache ich an dieser Stelle nicht! Wer sich dessen annehmen will, melde sich gerne bei mir.  ↩︎
3. Wir gehen also davon aus, dass ein Tyrannosaurus Rex zwischen 6 und 15 Tonnen Lebendgewicht auf die Waage brachte. https://www.geo.de/natur/tierwelt/t–rex-doppelt-so-gross-wie-angenommen-32925664.html sowie https://www.geo.de/natur/tierwelt/forscher-berechnen-t-rex-zahl-auf-der-erde-30484494.html ↩︎
4. Annahme: Die Population betrug ca. 2,5 Milliarden T-Rex, wie es Charles Marshal et al. 2021 in seiner Studie schrieb. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abc8300 ↩︎