Arten und Eigenschaften

Rapsöl

Unbehandelte Pflanzenöle können als Kraftstoff verwendet werden. In unseren Breiten ist hierzu Rapsöl am besten geeignet. Die Herstellung von Rapsöl erfolgt durch mechanische Pressung des Rapssamens und z.T. zusätzlich durch chemische Lösung des restlichen Öls. Anschließend wird das Öl gefiltert und evtl. entschleimt. Der zurückbleibende Rapsexpeller kann als Viehfutter verwendet werden.

Reines Rapsöl hat eine höhere Viskosität und einen höheren Flammpunkt als mineralischer Diesel, so dass Dieselmotoren speziell an den Pflanzenöleinsatz angepasst werden müssen. Rapsölkraftstoff muss die Qualitätskriterien der DIN Vornorm DIN 51605 erfüllen.

Der Einsatz reinen Pflanzenöls erfolgt in Deutschland häufig in der Landwirtschaft, seltener in Transportunternehmen.

Biodiesel

Biodiesel wird durch die Umesterung von Pflanzenöl hergestellt. Unter Zugabe von 10 % Methanol und eines Katalysators (Kaliumhydroxid) wird das Pflanzenölmolekül aufgespalten. Dessen Fettsäuren verbinden sich mit dem Methanol zu Biodiesel. Biodiesel hat in Bezug auf Zündwilligkeit und Viskosität ähnliche Eigenschaften wie mineralischer Diesel. Durch die Zugabe von Additiven wird eine Winterfestigkeit bis -20°C erreicht. Die Schmierfähigkeit ist sogar höher als die von mineralischem Diesel, der Energiegehalt dagegen geringer, so dass es zu einem Mehrverbrauch von bis zu 5 % kommen kann.

Da Biodiesel lösungsmittelähnliche Eigenschaften besitzt, müssen Gummi- und Kunststoffteile im  Kraftstoffsystem des Fahrzeugs vor dem Biodieseleinsatz angepasst werden.
Die Anforderungen an die Kraftstoffqualität sind in der europaweit gültigen Norm DIN EN 14214 festgelegt.

Biodiesel wird als Reinkraftstoff genutzt, bis zur Einführung der Biodieselbesteuerung im August 2006 häufig von LKW- und Busflotten, aber auch im PKW-Bereich. Seit Beginn der Besteuerung lohnt sich der Biodieseleinsatz kaum noch, da der Preisunterschied zum Mineraldiesel zu gering ist. Biodiesel wird außerdem mineralischem Diesel beigemischt.

Bioethanol

Bioethanol ist ein Kraftstoff, der durch Vergärung von zucker-, stärke- und cellulosehaltigen Pflanzen oder Pflanzenteilen mit Hilfe von Bakterien oder Hefen und anschließender Destillation bzw. Rektifikation hergestellt wird. In Deutschland wird Bioethanol bisher ausschließlich aus Getreide (in Brandenburg Roggen) hergestellt. Geeignet wären auch Zuckerrüben, auf Grund der fehlender Wirtschaftlichkeit kommt dies bisher jedoch nicht in Betracht. In Brasilien dient Zuckerrohr als Rohstoff. 

Bestehende Bioethanolanlagen in Deutschland haben auf Grund der Verdopplung der globalen Getreidepreise innerhalb der letzten zwei Jahre derzeit erhebliche wirtschaftliche Schwierigkeiten. Deutscher Bioethanol kann nicht mit billigem brasilianischen Bioethanol aus Zuckerrohr konkurrieren.

Bioethanol dient als Kraftstoff für Ottomotoren und wird vorrangig Benzin beigemischt. Nach der DIN EN 228 ist derzeit eine Beimischung von bis zu 5 % möglich. Andere Mischungsverhältnisse, wie E 85 aus 85 % Bioethanol und 15 % Benzin können in neu entwickelten Flexible-Fuel-Fahrzeugen (FFVs) z.B. von FORD, SAAB oder VOLVO eingesetzt werden. Auf Grund der bisher weitgehend fehlenden Tankstellen ist die Verbreitung von E85 als Kraftstoff bisher gering.

Biogas als Kraftstoff

Biogas, welches auf Erdgasqualität aufbereitet wurde (Bioerdgas oder Biomethan), kann als Kraftstoff in allen Erdgasfahrzeugen eingesetzt werden. Im Vergleich mit flüssigen Biokraftstoffen der ersten Generation kann mit Biogas als Kraftstoff eine sehr viel höhere Flächeneffektivität (mehr Kraftstoff pro Flächeneinheit) erreicht werden.

Weitere Informationen zum Thema Biomethan finden Sie in der ETI Broschüre "Biomethananlagen im Land Brandenburg".

Biokraftstoffe der zweiten Generation

Biomass to Liquid - BtL

Zu den sogenannten Biokraftstoffen zweiter Generation zählen zum Beispiel die BtL (Biomass to Liquid)-Kraftstoffe, für deren Herstellung Biomasse thermochemisch vergast und anschließend über chemische Verfahren wie die Fischer-Tropsch-Synthese ein flüssiger Kraftstoff erzeugt wird.

Bei der Vergasung wird die Biomasse bei hohen Temperaturen fast vollständig in ein brennbares Gas umgewandelt. Die organischen Stoffe der Biomasse werden unter Zuführung eines sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels in brennbare Verbindungen aufgespalten und der zurückbleibende Kohlenstoff wird zu CO teilverbrannt. Für die Biomassevergasung ist eine erhebliche Menge Prozesswärme erforderlich, die durch Verbrennung eines Teils der eingesetzten Biomasse zur Verfügung gestellt wird.

Das produzierte Brenngas wird nach Aufbereitung und Reinigung anschließend in der Fischer-Tropsch-Synthese verflüssigt.

Die Herstellung von BtL-Kraftstoffen befindet sich derzeit noch in der Phase von Versuchsanlagen. Bekanntestes Projekt ist die von der CHOREN-Gruppe errichtete 1-MWth-Pilotanlage ("Alpha-Anlage") zur Herstellung von BtL-Kraftstoff in Freiberg/Sachsen. 1998 wurde die Anlage zur Biomassevergasung errichtet, zwischen 2003 und 2005 wurde diese Anlage mit nachgeschalteter Fischer-Tropsch-Synthese zur Produktion von synthetischem Biokraftstoff (SunDiesel) genutzt. Anfang des Jahres 2008 ging am selben Standort eine Referenzanlage, die sogenannten Beta-Anlage, mit nunmehr 45 MWth in Betrieb, die ca. 10t/h Biomasse zu BtL-Kraftstoff verarbeiten kann.  

Probleme der großtechnischen BtL-Produktion sind die im Vergleich zu mineralischen Kraftstoffen und Biokraftstoffen der ersten Generation extrem hohen Anlagenkosten und der sehr hohe Biomassebedarf, der mit einem erheblichen Logistik- und Transportaufwandes verbunden ist.

Bioethanol aus Stroh

Ein weiterer Biokraftstoff der zweiten Generation ist Bioethanol, das aus Stroh erzeugt wird. Der Vorteil gegenüber Bioethanols der ersten Generation, welcher in Deutschland aus Getreidekorn hergestellt wird, liegt in der Verwendung des gesamten ungenutzten Strohs für die Kraftstoffproduktion und der damit höheren Flächeneffektivität. Bei dieser Vergärung von zellulosehaltigem Ausgangsmaterial ist zunächst eine Verzuckerung notwendig. Dies erfordert einen hohen technischen Aufwand und wurde bisher, zumindest in Europa, nicht großtechnisch realisiert.

Die ETI wird finanziert aus Mitteln des Ministeriums für Wirtschaft und Energie des Landes Brandenburg und der Industrie- und Handelskammer (IHK) Potsdam.