Biodiesel

"Die Erdölvorkommen werden in 40 Jahren aufgebraucht sein" – ein Satz, den du bestimmt schon einmal gehört hast. Doch was sind die Alternativen neben Solarautos oder Elektroautos? - Kraftstoff aus Pflanzen! Genauer gesagt handelt es sich dabei um Biodiesel.

Biodiesel ist ein Kraftstoff, der als Alternative zu mineralölbasiertem/fossilem Diesel gilt. Du gewinnst ihn durch die Umesterung von pflanzlichen oder tierischen Fetten oder Ölen mit Methanol. Wie genau der Biodiesel hergestellt wird, welche Eigenschaften er hat und wie er sich neben dem normalen Diesel schlägt, erfährst du in diesem Artikel.

Biodiesel – Eigenschaften

Im folgenden lernst du ein paar Eigenschaften des Biodiesels kennen:

• Der Aggregatzustand des Biodiesels ist flüssig.
• Biodiesel ist erneuerbar und biologisch abbaubar.
• Biodiesel ist von Natur aus beinahe schwefelfrei.
• Biodiesel ist sehr gut schmierbar.
• Aufgrund der hohen Cetanzahl ist Biodiesel sehr zündwillig – dies verursacht einen geringeren Motorverschleiß.
• Durch den hohen Sauerstoffgehalt von 11 % läuft die Verbrennung besser ab – es entsteht deutlich weniger Ruß, der sich im Motor absetzt.
• Die Zündwilligkeit und die Kälteeigenschaften sind bei Biodiesel und Dieselkraftstoff recht ähnlich.
• Biodiesel hat einen hohen Flammpunkt, weswegen es nicht als Gefahrgut eingestuft wird.
• Biodiesel ist weniger umweltschädlich und belastet die Böden und Gewässer weniger stark im Vergleich zu fossilem Kraftstoff.
• Der in Deutschland verwendete Biodiesel weißt eine durchschnittliche Treibhauseinsparung von über 80% auf, dadurch trägt Biodiesel zu einem gewissen Grad zum Klimaschutz bei.

Hier siehst du auch einen direkten Vergleich mit konventionellem Diesel:

	Biodiesel	Dieselkraftstoff
Dichte (15°C) in kg/l	0,88	0,83
Flammpunkt in °C	120	80
Cetanzahl	56	> 51
Siedebereich	315 – 350°C	250 – 350°C
Flammpunkt	100 – 170°C	55°C
Viskosität	7,5 (bei 20°C)	2,0 – 4,5 (bei 40°)
Zündtemperatur	circa 250°C	circa 220°C

Biodiesel – Herstellung

Biodiesel gewinnst du noch heute durch die Umesterung einerseits von pflanzlichen oder tierischen Fetten, andererseits von Ölen, mit Methanol. Das (Pflanzen) – Öl und das Methanol werden in der Reaktion im Verhältnis 9 : 1 eingesetzt. Chemisch gesehen bildet sich dabei ein Fettsäuremethylester (abgekürzt: FAME, abgeleitet von der englischen Übersetzung "Fatty Acid Methyl Ester").

Biodieselherstellung im Detail

In europäischen Regionen wird der Biodiesel hauptsächlich aus Raps gewonnen – genauer aus Rapskernen, die bis zu 45 % Öl enthalten. Das Rapsöl besteht aus sogenannten Triacylglyceriden (oder kurz Triglyceride). Dabei ist Glycerin mit drei Fettsäuren verestert.

Abbildung 2: Schematische Darstellung eines Triglycerids

Nach der Extraktion (Entnahme) aus den Rapskörnern, wird das Öl mit einem Alkohol, in diesem Beispiel Methanol, umgesetzt. Die beiden Stoffe reagieren dann zu Rapsmethylestern (RME, umgangssprachlich auch Raps- oder Biodiesel genannt) und Glycerin – es findet eine Umesterung statt.

Abbildung 3: Reaktion der Umesterung von Rapsöl zu Glycerin und Rapsmethylestern

Die so entstandenen Fettsäuremethylester werden anschließend destilliert und können als Biodiesel verwendet werden.

Die Reaktion findet im basischen Milieu statt, man fügt ihr also Natronlauge hinzu. Diese dient zur Beschleunigung der Reaktion und wird nicht verbraucht. Die Natronlauge erfüllt in diesem Fall also den Zweck eines Katalysators.

Theoretisch kannst du auch das Speiseöl, das du bei dir zu Hause stehen hast, zu einem Kraftstoff umwandeln, mit dem du fahren kannst. Du findest aber auch andere Fettquellen in anderen Ländern, beispielsweise Sojaöl in Nordamerika und Palmöl in Asien.

Biodiesel – Verwendung

Biodiesel ist ein bekannter Biokraftstoff, der als Alternative zu Kraftstoffen aus Erdöl gilt. Jährlich werden in Deutschland ca. vier Millionen Tonnen Biodiesel produziert.

Dieser Biodiesel wird einerseits als Reinkraftstoff an manchen Tankstellen angeboten, andererseits wird er fossilem Diesel beigemischt. Dabei ist der Biodieselgehalt innerhalb der EU gesetzlich auf auf maximal 7 % begrenzt.

Möglicherweise hast du an einer Zapfsäule schon einmal die Bezeichnung "Diesel B7" gesehen, diese Bezeichnung geht auf den Anteil des Biodiesels im fossilen Diesel zurück.

Reiner Biodiesel wird demnach als "B100" gekennzeichnet. Dieser darf aber nur bei bestimmt angelegten Motoren verwendet werden, bei denen man auch die Freigabe des Herstellers erhalten hat – anderenfalls kann es zu Schäden des Motos führen. Hauptsächlich Lastkraftwagen können mit reinem Biodiesel getankt werden.

Biodiesel – Vor- und Nachteile

Der Biodiesel hat, wie du dir bestimmt schon denken kannst, einige Vorteile gegenüber normalem Diesel. Doch auch Biodiesel birgt Nachteile. Beide Aspekte findest du in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Aus einem Gemisch der beiden Dieselarten hat sich letztendlich ein Kompromiss gefunden, sodass wir wohl auch noch in 40 Jahren die Möglichkeit haben werden, mit unseren Autos zu fahren.