Messerschmid Energiesysteme GmbH - Systeme zur effizienten Nutzung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen
Systeme zur effizienten Nutzung von fossilen und nachwachsenden Rohstoffen

Pflanzenöl als nachwachsender Brennstoff

 Rapsfeld im Südschwarzwald

Die nachwachsenden Brennstoffe der 1. Generation teilen sich in 2 Gruppen ein:

Naturbelassene Pflanzenöle (Pöl) kaltgepresst oder raffiniert:

  • Rapsöl / Rapsölraffinat
  • Sojaölraffinat
  • Palmölraffinat
  • zukünftig möglich sind auch Öle aus: Ölrauke, Ölrettich, Ackersenf, Leindotter und Hanf

Bei der Verwendung dieser Öle aus Kraftstoff ist eine Anpassung der Motoren auf die Eigenschaften des Pflanzenöls zwingend erforderlich.

Biodiesel (FAME - Fettsäure-Methylester)

  • Rapsölmethylester RME
  • Palmölmethylester PME
  • Altfettmethylester AME

Die Veränderung (Umesterung) des Pflanzenöls zu einem neuen Kraftstoff mit genormter Qualität macht eine Anpassung der Motoren weitgehend überflüssig. Zur Herstellung von Biodiesel wird Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol und anderen Reagenzien versetzt. Dieser Prozess senkt die positive CO²-Bilanz des Pflanzenöls deutlich. Der CO²-Ausstoss von Biodiesel liegt ca. 50 % unter handelsüblichem Dieselkraftstoff.

Verfügbare Flächen für Energiepflanzen in Deutschland

2005 wurde in Deutschland auf 1,06 Mio. Hektar Raps angebaut - das entspricht 9 % der Ackerfläche. Die obere Grenze zum Anbau von Energiepflanzen in Deutschland liegt bei 3,9 Mio. Hektar. Die obere Grenze für den Anbau von Ölsaaten ist jedoch in Folge von Fruchtwechselrestriktionen deutlich tiefer anzusetzen (max. 3,0 Mio. Hektar).

Zur Herstellung von 1 kg. Diesel- oder Heizöläquivalent wird der Ertrag von 9,66 m² Ackerfläche benötigt. Pro ha (10.000 m²) also rund eine t Diesel- oder Heizöläquivalent. Aus 3,0 Mio. Hektar ließen sich daher ca. 3,0 Mio. t Heizöl oder Dieselkraftstoff herstellen.

Pro Jahr werden in Deutschland etwa 53 Mio. t Heizöl EL und Dieselkraftstoff verbraucht. Die 3,0 Mio. Hektar Anbauflächen in Deutschland reichen für 5,75 % des jährlichen Verbrauchs. 2005 wurden in Deutschland 2,0 % des jährlichen Verbrauchs durch Rapsöl / Biodiesel bereitgestellt.

Fazit: Durch nachwachsende Rohstoffe der 1. Generation ist eine grundlegende Substitution von Heizöl und Dieselkraftstoff nicht möglich.

 Nachwachsende Brennstoffe der 2. Generation

Synthetische Kraftstoffe aus Biomasse BTL (Biomass-to-Liquid)

BTL-Kraftstoff bezeichnet Kraftstoffe die aus Biomasse synthetisiert werden. Getrocknete Biomasse wird zu Synthesegas umgewandelt, um dann verflüssigt zu werden. Im Gegensatz zu Biodiesel wird BTL-Kraftstoff allgemein aus fester Biomasse (z.B. Holz, Stroh, Bioabfall, Tiermehl, Schilf, etc.), also aus Zellulose bzw. Hermizellulos, und nicht aus Pflanzenöl, also Ölfrüchten, hergestellt. Damit ist der Hektar-Ertrag bedeutend höher. Auch die ökologischen Nachteile von Monokulturen entfallen weitgehend.

Die BTL-Kraftstofferzeugung befindet sich z.T. noch in der Entwicklungsphase. Hauptsächlich wird derzeit an der Herstellung von Dieselkraftstoffen gearbeitet.  Sie werden jedoch bereits heute und Bezeichnungen wie SunDiesel oder Eco-Par vertrieben. Eine Pilotanlage läuft seit April 2003 in Sachsen (Choren Industries Freiberg) mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaft in Kooperation mit der Daimler AG und der Volkswagen AG sowie Shell pic. Der Preis für BTL-Kraftstoff liegt derzeit bei ca. € 1,00 je Liter.

BTL-Kraftstoff ist frei von Schwefel und Aromaten. Durch die Steuerung des Synthese-Prozesses kann der Kraftstoff gezielt auf niedrige Stickoxid- und Rußemissionen "eingestellt" werden. Der Einsatz von BTL-Kraftstoffen erfordert keine oder nur geringfügige Änderungen am Verbrennungsmotor und keine speziellen Zuleitungen was einen Vorteil gegenüber dem Einsatz von Biodiesel darstellt.

Der Ertrag aus einem Hektar Ackerland liegt bei ca. 4.000 ltr. BTL-Kraftstoff. Die verfügbaren Anbauflächen in Deutschland können ca. 23 % des Verbrauchs an Heizöl EL und Dieselkraftstoff decken.

Fazit: Durch den Einsatz  und die Beimischung von BTL-Kraftstoffen wird in den nächsten Jahrzehnten eine Substitution von Heizöl- und Dieselkraftstoffen zumindest teilweise möglich. Die Verfügbarkeit von Mineralölprodukten kann damit deutlich verlängert werden.

Vorteile der nachwachsenden Brennstoffe:

  • Weitgehend CO²-neutrale Verbrennung im Kreislauf der Natur
  • Pflanzenöl ist nicht giftig und nicht grundwassergefährdend
  • Keine Abhängigkeit von politischen Krisen
  • kurze Transportwege bei heimischem Öl
  • Regionale Wertschöpfung - die Kaufkraft bleibt im Land

Risiken:

  • Die Preisentwicklung für Pflanzenöle ist - wie bei fossilen Brennstoffen - nicht vorhersehbar
  • Die geeigneten Anbauflächen konkurrieren mit Biomasse für Heiz(Kraft)werke, Biogasanlagen, Lebensmittel
  • ökologische Probleme in Drittweltländern (z.B. Brandrodung von Regenwald für Palmölplantagen)

 

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