Biodiesel

Biodiesel ist ein Kraftstoff mit ähnlichen Eigenschaften wie Dieselkraftstoff. Er wird jedoch nicht aus Erdöl, sondern aus Pflanzenölen oder tierischen Fetten gewonnen. Biodiesel ist daher ein erneuerbarer Energieträger. Chemisch handelt es sich um Fettsäuremethylester (FAME).

Herstellung

Zur Herstellung wird Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol und verschiedenen Reagenzien (vor allem Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid und Alkoholate) versetzt. Bei Normaldruck und Temperaturen um 60°C werden die Esterbindungen der Triglyzeride des Pflanzenöls getrennt und die Fettsäuren dann mit dem Methanol verestert (Umesterung). Das dabei entstehende Glycerin wird daraufhin vom Biodiesel getrennt. Da dieser Umesterungsprozeß schon bei Raumtemperatur abläuft, kann eine Charge Pflanzenöl in ca. 12 Stunden komplett umgeestert werden. Erste angebotene Anlagen [1] erlauben bereits die heimische Produktion von Biodiesel.

Durch die Umesterung hat das Endprodukt eine deutlich geringere Viskosität als das unbehandelte Pflanzenöl und kann, ohne den Motor wesentlich anpassen zu müssen, als Ersatz für mineralischen Dieselkraftstoff verwendet werden.

Die übergreifende Abkürzung aller Methylester auf Basis von Pflanzen- und Tierölen ist

* FAME Fettsäure-Methylester nach E DIN 14214

Je nach Art des Grundstoffes wird beispielsweise unterschieden:

* PME Pflanzliches Methylester nach DIN EN 14214 (gilt seit 2004 europaweit)
* RME Rapsölmethylester nach DIN EN 14214 (gilt seit 2004 europaweit)

Weitere pflanzliche Methylester sind Sonnenblumenmethylester und Sojaölmethylester, Palm- oder Palmkernölmethylester (Importe).

Daneben sind auch Methylester auf Altfettbasis erhältlich:

* AME wird für Altfettmethylester verwendet

Die Schmiereigenschaften von FAME (auch als 5 %-Beimischung) sind deutlich besser als bei herkömmlichem Diesel, wodurch sich der Verschleiß der Einspritzmechaniken vermindert. Nachteilig kann die höhere Wasserlöslichkeit von Biodiesel sein. Dies begünstigt die Korrosion.

Biodiesel stellt als Kompromiss eine Anpassung eines Kraftstoffs an vorhandene Motortechnik dar, wohingegen der technisch wesentlich veränderte Elsbett-Motor eine Anpassung an den einfachst herstellbaren Kraftstoff Pflanzenöl darstellt.

Herstellung von Biodiesel aus Raps

Als Rohstoff für Biodiesel stellt sich unter mitteleuropäischen Verhältnissen Raps als die geeignete Pflanze mit einem Ölgehalt in den Samen von 40 bis 45 % dar. In der Ölmühle wird aus der Rapssaat Öl (Rüböl) gewonnen. Als Nebenprodukt geht Rapsschrot zu Weltmarktpreisen in die Futtermittelindustrie.

Die im Raps vorliegenden Öl- und Fettmoleküle (zu fast 95 % C18-Ketten) haben stets den gleichen Aufbau. Es sind mit dem dreiwertigen Alkohol Glyzerin veresterte Fettsäuren. Das Glyzerinmolekül ist auf diese Weise mit drei langen Fettsäure-Ketten verbunden.

In der Umesterungsanlage tauschen bei einer einfachen chemischen Reaktion drei Fettsäuren in Gegenwart eines Katalysators ihren Platz am dreiwertige Glycerin mit einwertigem Methanol. So entstehen drei einzelne Fettsäuremethylester-Moleküle und ein Glycerin-Molekül.

Krebsrisiko

Ein Hauptproblem der Diesel-Emissionen, das hohe Krebsrisiko, wird durch „Bio-Diesel“ (Rapsölmethylester RME) nicht wesentlich gemindert. Zwar werden durch RME im Vergleich zu Mineralöldiesel die Emissionen an Partikeln verringert, doch der Gehalt an schädlichen Partikeln bleibt vergleichbar mit Mineralöl-Diesel. Auch die Emission anderer relevanter Diesel-Schadstoffe, wie zum Beispiel Nox, ist bei RME eher höher.

Eine Studie schwedischer Wissenschaftler (2002) bescheinigt dem aus Raps gewonnenen, so genannten Biodiesel nicht gerade gute Umwelteigenschaften. Demnach werden bei der Verbrennung von Rapsöl bis zu zehn Mal mehr Krebs erregende Schadstoffe freigesetzt als bei herkömmlichem Diesel. Dabei handelt es sich um verschiedene Kohlenwasserstoffverbindungen: ringförmige Benzolmoleküle, Äthylkohlenwasserstoff sowie Diolefine.

Eine Versuchsreihe (2006) der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft zufolge sind die Mutagenität und Kanzerogenität von Abgasen eines mit Rapsöl betriebenen Dieselmotors wesentlich größer, als bei Betrieb mit herkömmlichen Dieselkraftstoff.

Weitere Fakten zum Biodiesel

* Biodiesel wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.
* Biodiesel ist schwefelfrei (<0,001 %)
* Biodiesel senkt deutlich die Ruß-Emission (bis zu ca. 50 %), doch der Gehalt an schädlichen Partikeln bleibt vergleichbar mit Mineralöl-Diesel.
* Biodiesel hat keine „neutrale“ oder „klimaneutrale“ CO2-Bilanz, sondern liegt laut einer Studie zu den Ressourcen- und Emissionsbilanzen für das Umweltbundesamt zwischen 30 und 80 Prozent unter normalem Diesel, je nach Nutzung der anderen Beiprodukte wie Rapsschrot und Glycerin.[7]
* Biodiesel enthält weder Benzol noch andere giftige Aromaten
* Biodiesel verursacht eine um bis zu ca. 40 % höhere Kohlenwasserstoff-Emission [6]
* Biodiesel verursacht teilweise höhere NOx-Emissionen [6]
* Biodiesel setzt Landwirtschaft voraus, die auch nachteilig für die Umwelt sein kann (Düngemitteleinsatz, Treibstoffverbrauch etc.)

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