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Biodiesel

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Definition: Dieselkraftstoff, der aus Pflanzen gewonnen wird

Englisch: biodiesel

Kategorien: Energieträger, erneuerbare Energie, Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 12.03.2010; letzte Änderung: 12.06.2016

Biodiesel ist ein Biokraftstoff, der aus Biomasse (meist pflanzlichen Ölen) hergestellt wird. In Deutschland wird in großem Umfang aus Rapspflanzen und Methanol mit Hilfe eines Katalysators Rapsmethylester (RME) hergestellt, wobei als Nebenprodukt Glycerin anfällt. Der Rapsmethylester wird als Biodiesel verwendet – größtenteils als Beimischung zu Dieselkraftstoff, nur selten in reiner Form. In geringeren Mengen wird auch Sojaölmethylester (SME) aus Sojaöl und Methanol gewonnen. In vielen europäischen Ländern (auch Deutschland) enthält aller verkaufter Dieselkraftstoff einen gewissen (meist kleinen) Anteil von Biodiesel. Der Energiegehalt pro Liter kann bei Biodiesel etwas tiefer liegen als bei konventionellem Dieselkraftstoff, was einen entsprechend erhöhten Verbrauch zur Folge hat. Günstig ist dagegen die hohe Zündwilligkeit (ausgedrückt durch eine Cetan-Zahl von mehr als 70 für reinen Rapsmethylester) und das Fehlen von Schwefel (welcher im Zuge der Veresterung abgetrennt wird). Übrigens können auch andere Arten von Biomasse durch Veresterung mit Methanol zu besser brauchbaren Kraftstoffen verarbeitet werden; eine allgemeine Bezeichnung für solche Stoffe ist FAME = Fatty Acyd Methyl Ester.

Biodiesel unterscheidet sich chemisch erheblich von Dieselkraftstoff aus Erdöl. Moderne Dieselmotoren können nicht mit reinem Biodiesel betrieben werden, zum Teil wegen der Abgasreinigungsanlage (Rußpartikelfilter); oft werden nur Beimischungen bis zu 7 % toleriert. Es ist aber möglich, Dieselmotoren technisch so anzupassen, dass auch reiner Biodiesel verwendet werden kann. Wegen das damit verbundenen Aufwands wird dies nur selten praktiziert.

Der Ersatz von konventionellem Dieselkraftstoff durch Biodiesel bietet zwei potenzielle Vorteile: die Schonung der endlichen Ressource Erdöl und die Reduktion der klimaschädlichen Kohlendioxid-Emissionen. Letzteres funktioniert in der Praxis allerdings kaum, wie unten noch ausgeführt wird.

Schon vor über 100 Jahren wurden diverse Pflanzenöle, z. B. Erdnussöl und Palmöl, in Dieselmotoren direkt eingesetzt (ohne Umesterung). Diese Stoffe wurden in der Folge jedoch fast vollständig durch Erdöl (Mineralöl) ersetzt. Dieselkraftstoff auf Erdölbasis weist in mancher Hinsicht bessere Eigenschaften auf, z. B. eine bessere Zündwilligkeit (höhere Cetanzahl) und bessere Lagerfähigkeit, und wurde mit dem Aufkommen des Erdöls auch besser verfügbar. Heutige Dieselmotoren sind für solchen Kraftstoff ausgelegt, und Pflanzenöl können sie allenfalls noch in geringen Beimischungen tolerieren. Diesbezüglich ist Biodiesel günstiger (z. B. weniger zähflüssig), obwohl auch nicht optimal. Es kann nämlich zur Motorölverdünnung kommen wie auch zur Schädigung von Abgaskatalysatoren. Zukünftig könnten hydrierte Pflanzenöle oder auch Fischer-Tropsch-Diesel (→ Biokraftstoffe) mit besseren Eigenschaften gewonnen werden. Solche würden als “Biodiesel der zweiten Generation” bezeichnet.

Auch als Zusatz für Kerosin ist Biodiesel geeignet. Entsprechende Versuche sind bereits erfolgt, jedoch ist die Verwendung nicht weit verbreitet. Ein Grund sind die strengen Qualitätsanforderungen bei Flugzeugtreibstoffen.

Der Marktanteil von Biodiesel wird durch diverse Faktoren beeinflusst, insbesondere durch gesetzliche Beimischungspflichten, die Steuerbelastung (Mineralölsteuer) sowie durch mögliche Sorgen der Verbraucher betreffend die Motorenlebensdauer und ökologische Aspekte.

Ökologische Aspekte

Der Ersatz von konventionellem Dieselkraftstoff (auf der Basis von Erdöl) durch Biodiesel in der Form von Rapsmethylester hat mehrere ökologische Aspekte:

Rein energetisch betrachtet ist der Einsatz von Biodiesel nicht unbedingt sehr effizient, da der Energieaufwand bei der Herstellung (inkl. Pflanzenanbau) beträchtlich ist und ohne Weiteres mehr als die Hälfte des Energiegehalts im gewonnenen Kraftstoff betragen kann. Die Flächeneffizienz, d. h. die gewonnene Energie pro Hektar Anbaufläche und Jahr, ist bei Biodiesel (und anderen Biokraftstoffen) wesentlich geringer als z. B. für Biogas und insbesondere für die Photovoltaik.

Die Ökobilanz von Biodiesel (im Vergleich zur Verwendung von Mineralöl) ist umstritten und hängt jedenfalls stark von den Herstellungsmethoden ab, insbesondere vom Anbau von Energiepflanzen und den damit verbundenen Landnutzungskonkurrenzen. Viel günstiger schneidet die Nutzung von Abfallölen (z. B. Frittieröl) ab, die jedoch in geringeren Mengen verfügbar sind.

Übrigens enthält Bio-Diesel meist auch nennenswerte Mengen von Palmöl, d. h. aus Ölpalmen gewonnenes Öl. Der Anbau von Palmöl steht stark in der Kritik, vor allem weil dabei massenhaft Regenwälder zerstört werden. Nun darf in der EU Palmöl für Biokraftstoffe nur verwendet werden, soweit dafür zertifiziert ist, dass dieses nur auf bestehenden Ackerflächen angebaut wird und nicht auf Rodungsflächen. Jedoch ist schwer zu kontrollieren, ob in Ländern wie Indonesien nicht doch Flächen gerodet werden, um direkt danach oder ggf. ein paar Jahre später darauf Palmölplantagen zu errichten. Deswegen ist zu befürchten, dass die Regenwaldzerstörung trotz der verlangten Zertifikate durch die Verwendung von Palmöl gefördert wird. Soweit dies der Fall ist, wird auch die Klimabilanz von Biodiesel massiv verschlechtert; sie kann sogar erheblich schlechter sein als von Diesel aus Erdöl.

Offenkundig erfordert eine solide Öko-Bilanzierung des Biodiesel-Einsatzes sehr detaillierte und sorgfältige Untersuchungen sowie die Verwendung von Bewertungsmaßstäben bei Vergleichen. Wegen der sehr unterschiedlichen Untersuchungen und unterschiedlichen Verhältnissen bei verschiedenen Biodiesel-Beimischungen sind weder allgemein gültige noch absolut objektive Resultate möglich. Somit ist klar, dass der Einsatz von Biodiesel zwar je nach Umständen sinnvoll sein kann, aber keineswegs als geeigneter Ersatz für Bemühungen in Richtung eines effizienten und sparsamen Kraftstoffverbrauchs gelten darf.

Für Biodiesel der zweiten Generation, etwa Fischer-Tropsch-Diesel aus der Biomassevergasung, könnte eine erheblich bessere Ökobilanz aufweisen. Hauptsächlich liegt das an der höheren Flächenproduktivität, wenn nicht nur Feldfrüchte, sondern Ganzpflanzen genutzt werden können. Ebenfalls kämen andere Energiepflanzen als Raps in Frage, vielleicht sogar Gräser. Deren Anbau wäre weniger umweltbelastend.

Siehe auch: Dieselkraftstoff, Kraftstoff, Biokraftstoff, erneuerbare Energie, Biomasse, Energiepflanzen, CO2-neutral, Mineralölsteuer
sowie andere Artikel in den Kategorien Energieträger, erneuerbare Energie, Fahrzeuge, Kraftmaschinen und Kraftwerke

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