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Ethanol

Definition: die gebräuchlichste Form von Alkohol

Alternative Begriffe: Ethylalkohol, Spiritus

Summenformel: C2H5OH

Englisch: ethanol

Kategorie: Energieträger

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 26.01.2013; letzte Änderung: 16.10.2020

Ethanol (auch Ethylalkohol oder Spiritus) ist die gebräuchlichste Form von Alkohol – die Form von Alkohol, die auch in alkoholischen Getränken wie Wein und Bier vorkommt (Trinkalkohol).

Bei Zimmertemperatur und Normaldruck ist Ethanol eine farblose Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von 78 °C. Das Ethanol-Molekül hat die chemische Formel C2H5OH; es ähnelt dem Ethan-Molekül, jedoch ist zusätzlich ein Sauerstoffatom zwischen das C-Atom und eines der H-Atome eingebaut.

Ethanol ist ein Zellgift und kann bei Einnahme in größeren Mengen zu schweren Alkoholvergiftungen führen. Jedoch ist es wesentlich weniger giftig als das chemisch verwandte Methanol.

Ethanol ist leicht entzündlich und verbrennt an der Luft sauber zu Kohlendioxid und Wasser. Es kann somit als Energieträger dienen, beispielsweise als Kraftstoff für Ottomotoren, auch zur Beimischung zu Benzin (siehe unten), und als Brennstoff, z. B. in Form von Brennspiritus. Der Heizwert von reinem Ethanol beträgt 26,8 MJ/kg oder 21,2 MJ/l.

Herstellung von Ethanol

Trinkalkohol entsteht durch Vergärung von Zuckern oder Stärke aus biologischen Materialien, also durch die Aktivität von Bakterien und Hefen. Auch als Energieträger genutztes Ethanol wird häufig durch Vergärung von Biomasse gewonnen. Dabei geht ein Teil der Energie der Biomasse verloren, und es entsteht Kohlendioxid. Geeignete Ausgangsstoffe sind z. B. Mais, Zuckerrüben und Holzabfälle. Da dies biologische Stoffe sind, spricht man von Bioethanol – was nicht bedeutet, dass die Herstellung besonders umweltverträglich sein muss. Immerhin gehört Bioethanol zu den erneuerbaren Energiequellen.

Die Konzentration von Ethanol bei der Vergärung ist auf ungefähr 15 % begrenzt, weil die für die Vergärung verantwortlichen Mikroorganismen bei höheren Konzentrationen absterben. Durch Destillation kann die Konzentration dann aber auf über 90 % erhöht werden. In der Industrie wird das ausgefeiltere Verfahren der Schleppmittelrektifikation verwendet, um auf wesentlich höhere Konzentrationen zu kommen.

Auch technisch ist Ethanol herstellbar, z. B. aus Ethen (C2H4) und Wasser (H2O) mit Hilfe von Schwefelsäure oder Phosphorsäure als Katalysator. Andere Möglichkeiten sind die katalytische Hydrierung von Acetaldehyd und die Herstellung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Auf solche Weisen hergestelltes Ethanol wird als Industriealkohol genutzt, z. B. als Lösungsmittel oder als Brennstoff. Beispielsweise wird vergälltes Ethanol als Brennspiritus verkauft, der in Campingkochern verwendet werden kann. Auch als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel wird Ethanol oft eingesetzt.

Besteuerung und Vergällung

Ethanol wird mit der Branntweinsteuer belegt, soweit es nicht nachweislich für andere Zwecke als den menschlichen Genuss verwendet wird. Für andere Zwecke vorgesehenes Ethanol wird zur Zugabe gewisser übel schmeckender und schwer entfernbarer Substanzen vergällt, um den Missbrauch für menschlichen Konsum (unter Umgehung der Branntweinsteuer) zu verhindern.

Bioethanol-Beimischungen zum Benzin

Ethanol kann in reiner Form als Kraftstoff für Ottomotoren eingesetzt werden, aber auch als Beimischung zum Benzin. Beispielsweise enthält die Sorte Super E10 zehn Volumenprozent Bioethanol. Aus dieser Beimischung ergeben sich Vorteile, aber auch Nachteile und Probleme. Der Artikel über Benzin erläutert dies.

In reiner Form wird Ethanol nur relativ selten als Kraftstoff eingesetzt. Es bietet zwar für die Verwendung in Ottomotoren einige erhebliche Vorteile gegenüber Benzin, insbesondere eine sehr hohe Klopffestigkeit (ROZ 114), eine hohe spezifische Verdampfungswärme (verbesserte Innenkühlung und damit besserer Füllgrad des Motors) und eine vergleichsweise hohe Abgasqualität. Jedoch sind diverse Anpassungen von Motoren für den Einsatz von Ethanol notwendig. Beispielsweise vertragen viele häufig in Motoren eingesetzte Kunststoffe keine konzentrierten Alkohole, und das Kaltstartverhalten kann aufgrund des niedrigen Dampfdrucks nur mit unterstützenden Maßnahmen ausreichend robust sein, beispielsweise mit einer Vorwärmung der Ansaugluft. Ein ganz für die Verwendung von Ethanol optimierter Motor (mit hohem Verdichtungsverhältnis und entsprechend hohem Wirkungsgrad) kann zwar recht energieeffizient arbeiten, lässt sich dann aber nicht mehr mit Benzin betreiben. Aus solchen Gründen erweist es sich als günstiger, Bioethanol größtenteils als Beimischung zu Benzin, welches ja in sehr großen Mengen verbraucht wird, einzusetzen. Hierfür sind nur vergleichsweise geringfügige Anpassungen der Motoren notwendig.

Fragen und Kommentare von Lesern

05.09.2019

Ein sehr informativer und umfangreich verfasster Artikel. Zu hoffen ist, dass sich die Nahrungsindustrie durch Gesetze dazu bewegen lässt, die unter das Volk gemischen Massen an Zuckern aus der Nahrung zu verbannen und diese lieber im Energie- und Verkehrssektor sowie im Textilsektor einzusetzen. So bekäme man gleichzeitig die immer mehr ausufernden Zivilisationskrankheiten in den Griff, die allesamt durch zu hohen Zuckerkonsum / Getreidemehlkonsum gewachsen sind.

Antwort vom Autor:

Allerdings könnte man aus dem eingesparten Zucker nicht allzu viel Energie gewinnen. Ich sehe hier also Ernäherungs-Thematik, nicht eine Energie-Thematik.

14.03.2020

Wieviel Prozent Alkohol hat Bioethanol?

Antwort vom Autor:

Bioethanol ist in der Regel zu über 99 % reines Ethanol.

20.05.2020

Wie ist die Wortgleichung und die chemische Gleichung von Alkohol (Ethanol)?

Antwort vom Autor:

Wortgleichungen und Reaktionsgleichungen beschreiben chemische Reaktionen, nicht Substanzen. Für Substanzen gibt es chemische Formeln; die für Ethanol steht im Text: C2H5OH. Weniger gebräuchlich wäre die Summenformel C2H6O.

07.06.2020

Wenn Bioethanol in der Regel zu über 99 % reines Ethanol ist, wieso wird es dann anders besteuert als salopp gesagt “Trinkalkohol”, wie bspw. Weingeist, oder gibt es da Beimenungen anderer Stoffe, die es ungenießbar machen auch im gesundheitlichen Sinne? Ich dachte bisher immer, Bioethanol wäre Methanol.

Antwort vom Autor:

Bioethanol ist immer (größtenteils) Ethanol, nicht Methanol.

Ethanol gleich welcher Herkunft, welches zum Genuss geeignet ist, wird entsprechend besteuert. Um die Belegung mit Alkoholsteuer zu vermeiden, z. B. bei der Verwendung als Kraftstoff, kann es vergällt (also ungenießbar gemacht) werden.

08.10.2020

Wird bei Alkohol zur Herstellung von homöopathischen Verdünnungen - Alkohol aus Vergärung von Pflanzen oder aus Destillation von Erdöl gewonnen?

Antwort vom Autor:

Sicher nicht aus Erdöl, denn dieses enthält kein Ethanol. Höchstwahrscheinlich gewinnt man den Alkohol durch Vergärung pflanzlichen Materials.

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