Pflanzenoel als alternativer Kraftstoff fuer Dieselmotoren?

Steigende Kraftstoffpreise fuehren zwangslaeufig zu Diskussionen ueber alternative Kraftstoffe. Insbesondere die Verwendung von Pflanzenoel fuer Dieselmotoren findet derzeit wieder grosses Interesse.
Der Schutz der Umwelt als Staatsziel wurde bereits am 27. Oktober 1994 in der Verfassung (Art. 20a GG) festgeschrieben. Eines der groessten Umweltprobleme ist dabei das Treibhausgas CO2, das hauptsaechlich bei der Verbrennung von Erdoel und Kohle entsteht und fuer die Klimaveraenderung verantwortlich ist. Der Ersatz dieser Energiequellen zur Reduzierung der CO2-Emissionen durch nachwachsende Rohstoffe findet daher mehr und mehr Anklang.

Verwendung von Pflanzenoelen in Dieselmotoren

Prinzipiell eignet sich fuer die Verbrennung in Dieselmotoren jedes saubere, partikelfreie und fluessige Pflanzenoel – am bekanntesten ist Rapsoel. Pflanzenoel hat viele Vorteile: So ist es u.a. schwefelfrei„CO2-neutral“ und natuerlich von der Mineraloel- bzw. oekosteuer nicht betroffen. Kann Pflanzenoel als Alternativkraftstoff empfohlen werden?
Das groesste Problem stellt der grosse Viskositaetsunterschied im Vergleich zu herkoemmlichem Diesel bzw. Rapsoelmethylester (RME) dar. So hat z.B. das haeufig angebotene Rapsoel bei 20 °C eine kinematische Viskositaet von 75 mm2/s, RME und Diesel dagegen nur 6,5 - 9 bzw. 4,7 mm2/s (ca. Werte).
Bei 80 °C zeigt das Rapsoel immer noch eine Viskositaet von ca. 10 mm2/s.
Um das „zaehfluessige“ Pflanzenoel somit ueberhaupt als Kraftstoff verwenden zu koennen, muss es fliessund zuendfaehiger gemacht werden. Oder es erfolgt eine Anpassung des Motors an den Kraftstoff.

1. Kraftstoffanpassung

durch eine chemische Veraenderung (Umesterung) des Pflanzenoels. Dies hat eine Senkung der Viskositaet und des Flammpunktes zur Erhoehung der Zuendwilligkeit als Ziel. Am bekanntesten ist hier der aus Rapsoel gewonnene Rapsoelmethylester (RME), der in Deutschland auch unter dem Namen „Biodiesel“ vertrieben wird.

2. Motoranpassung

durch technische Umbauten am Fahrzeug. Technische aenderungen an Einspritzpumpe und -duesen, den Kraftstoffleitungen und am Verbrennungsraum sollen das Pflanzenoel fliess- und zuendfaehiger machen. Zum Teil muss fuer den Startvorgang weiterhin normaler Diesel verwendet werden.

Motor-Umruestung

Bei aelteren Dieselmotoren ( Vor- und Wirbelkammermotoren mit indirekter Einspritzung) laesst sich am einfachsten das Ein-Tank-System anwenden. Dabei wird der Motor direkt mit Pflanzenoel gestartet.
Hierfuer ist jedoch eine Erwaermung des Pflanzenoels erforderlich. Dies erfolgt meist mit der Kombination von einem Plattenwaermetauscher, der am oel- oder Kuehlkreislauf angeschlossen wird, und einer elektrischen Kraftstoffvorwaermung. Der Elektro-Erhitzer ist dabei hinter dem Plattenwaermetauscher installiert. Er regelt die Temperatur und schaltet automatisch ab, sobald der Plattenwaermetauscher ausreichend Waerme an das Pflanzenoel abgibt.
Bei moderneren Dieselmotoren mit direkter Einspritzung (Pumpe-Duese und Common-Rail) dagegen wird ein Zwei-Tank-System erforderlich, da diese nicht mit kaltem Pflanzenoel gestartet werden koennen.
Nach dem Motorstart mit normalem Diesel wird bei Erreichen der Betriebstemperatur die Kraftstoffzufuhr automatisch oder manuell auf Pflanzenoel umgestellt. Da der Neustart des Fahrzeuges stets nur mit Diesel moeglich ist, muss auch einige Minuten vor dem Abstellen des Motors wieder auf Dieselbetrieb umgestellt werden bzw. es ist eine Kraftstoffzusatzpumpe erforderlich, die die Kraftstoffleitungen nach Abstellen des Motors automatisch durchspuelt. Der Zusatztank muss auf jeden Fall TueV-geprueft sein. Und da durch den Umbau die Betriebserlaubnis erlischt, ist anschliessend eine TueV Abnahme des ganzen Fahrzeugs erforderlich.

Zu beachten sind weiterhin folgende Punkte:

Auf der Seite der Befuerworter fuer Pflanzenoel als alternativer Kraftstoff fuer Dieselmotoren findet man vor allem den Bereich Produktion und Vertrieb sowie entsprechende Organisationen. Umweltexperten, allen voran das Umweltbundesamt UBA, kommen dagegen eher zu kritischen Bewertungen, insbesondere hinsichtlich der oekobilanz.
Zwei vom UBA in Auftrag gegebene Gutachten (Heidelberger ifeu-Instituts und Lehrstuhl fuer Finanzwissenschaft der Ruhr-Universitaet Bochum) zeigen, dass der Einsatz von Rapsoel in Dieselmotoren aus Sicht des Umweltschutzes keine entscheidenden Vorteile gegenueber der Verwendung von Dieselkraftstoff hat. Auch aus volkswirtschaftlicher Sicht wird der Einsatz von Rapsoel als nicht sinnvoll angesehen. Vorteile von Rapsoel/RME aus oekologischer Sicht sind insbesondere die Moeglichkeit der CO2-Minderung und der Ressourcenschonung. Besonders hervorgehoben wird im allgemeinen der Vorteil der weitgehenden „CO2-Neutralitaet“. Man geht dabei davon aus, dass bei der Verbrennung von Rapsoel nur so viel klimaschaedliches Kohlendioxid (CO2) entsteht, wie die Rapspflanzen beim Wachstum der Atmosphaere entziehen und es sich somit im Prinzip um einen geschlossenen Kreislauf handelt. Bezogen auf die gesamte Energiekette liegt der spezifische CO2-Vorteil von Rapsoel/RME gegenueber Dieselkraftstoff– je nach energetischer Nutzung der Nebenprodukte – bei 30-80 % pro Kilogramm Treibstoff.
Da jedoch selbst bei vollstaendiger Ausschoepfung der von der EU eingeraeumten Anbauquoten lediglich weniger als ein halbes Prozent des Dieselbedarfs in Deutschland mit Pflanzenoel gedeckt werden koennte, ist die moegliche Einsparung von CO2 nur sehr gering.
Betrachtet man weitere Kriterien, wie Ressourcen- und Flaechenverbrauch sowie den Schadstoffausstossund seine Auswirkungen (z.B. Ozonabbau und Versauerung durch hohe NO2- bzw. NOx-Emissionen), ergeben sich insgesamt keine weiteren Umweltvorteile fuer Rapsoel gegenueber Dieselkraftstoff.
Besonders der hohe Flaechenverbrauch und intensiver Einsatz von Duenge- und Pflanzenschutzmitteln beim Rapsanbau schlagen hier negativ zu Buche.
Ein volkswirtschaftlicher Nutzen laesst sich laut UBA ebenfalls nicht erzielen. Durch die Nutzung von Rapsoel werden in der Landwirtschaft weder zusaetzliche Arbeitsplaetze geschaffen noch bestehende erhalten. Die zusaetzlich erwirtschafteten Deckungsbeitraege sind zu gering, um die mit dem Rapsanbau verbundenen Arbeitskosten langfristig zu decken. Auch die Verringerung des Kohlendioxidausstosses durch Pflanzenoel rechtfertigt Subventionen nicht, da zur CO2-Minderung wesentlich kostenguenstigere Alternativen vorhanden sind.
Basierend auf dem UBA-Gutachten ist somit festzustellen, dass Rapsoel/RME gegenueber Dieselkraftstoff aus gesamtoekologischer als auch oekonomischer Sicht keine wesentlichen Vorteile bietet, zumal kostenguenstigere technische Alternativen zur Verminderung der Emissionen und des Ressourcenverbrauchs zur Verfuegung stehen.
Zu befuerworten ist der Einsatz von Pflanzenoel/RME als Treibstoff jedoch dort, wo besondere Anforderungen an den Gewaesserschutz gelten, etwa in der Binnenschifffahrt, weil die gute biologische Abbaubarkeit des Rapsoels die Verschmutzungsgefahr verringert.

Pflanzenoel-Tankstellen

Grundsaetzlich kann man nach der Umruestung alle Pflanzenoelsorten tanken. Die fuer unsere Breiten gaengigsten und billigsten Pflanzenoele sind Sonnenblumen- und Rapsoel. Wichtig ist jedoch, dass dieoele bestimmte Standards mit Blick auf Sauberkeit und Fliessfaehigkeit erfuellen. So muss z.B. der Pflanzenoel- Kraftstoff (Rapsoel) fuer ein von der Firma Elsbett umgeruestetes Fahrzeug die Werte des Weihenstephan 05/2000 Qualitaetsstandard fuer Rapsoel Kraftstoff (RK-Qualitaetsstandard) einhalten.
Das Netz an oeffentlichen Tankstellen, die Pflanzenoel anbieten, ist sehr duenn im Vergleich zu dem fuer konventionellen Kraftstoff. Aktuelle Informationen ueber Pflanzenoel-Tankstellen finden sich hier Findet man keine Tankstelle mit Pflanzenoel, hat man die Moeglichkeit, das Fahrzeug mit Diesel oder Biodiesel zu betanken (auch in Mischung mit Pflanzenoel).
Da Pflanzenoele ungiftig, nicht entflammbar, nicht explosiv und nicht wassergefaehrdend (Wassergefaehrdungsklasse WGK 0) sind, besteht auch die Moeglichkeit, sich ohne gesetzliche Auflagen eine eigene kleine Tankstelle zu Hause einzurichten. Kunststofftanks (meist 1000 l) werden u.a. von den Umruestfirmen angeboten, ueber die teilweise auch das Pflanzenoel direkt bezogen bzw. vermittelt werden kann.

Fazit

Aus technischer Sicht ist festzustellen, dass die Verwendung von Pflanzenoel in Dieselmotoren und die damit verbundenen Umbauten bis dato von keinem Fahrzeughersteller freigegeben wurden. Die erforderlichen technischen Umbauten sind je nach Fahrzeugtyp mit erheblichen Kosten verbunden.
Insbesondere wenn ein Zwei-Tank-System (wie bei Pumpe-Duese- und Common-Rail-Dieselmotoren) erforderlich ist. Sind Fahrzeuge mit Einspritzpumpen bestimmten Hersteller ausgeruestet, ist laut Information der Firma Elsbett grundsaetzlich keine Umruestung moeglich.
Basierend auf dem UBA-Gutachten ist festzustellen, dass Rapsoel gegenueber Dieselkraftstoff aus gesamtoekologischer und oekonomischer Sicht keine wesentlichen Vorteile bietet, zumal kostenguenstigere technische Alternativen zur Verminderung der Emissionen und des Ressourcenverbrauchs zur Verfuegung stehen.
Ferner ist zu beruecksichtigen, dass es derzeit in Deutschland nur wenige Tankstellen gibt die z.B. Rapsoel anbieten. Eine flaechendeckende Versorgung ist somit nicht gewaehrleistet. Die Betankung der Fahrzeuge mit Speiseoel aus dem Supermarkt wird dabei nicht beruecksichtigt, da diese auf Grund der grossen Mengen, die benoetigt werden, als nicht sinnvoll und zweckgemaess anzusehen ist.
Zu befuerworten ist der Einsatz von Pflanzenoel als Treibstoff daher nur dort, wo besondere Anforderungen an den Gewaesserschutz gelten, etwa in der Binnenschifffahrt. Eine Alternative fuer den Dieselkraftstoff im normalen Strassenverkehr stellt Rapsoel aus oben genannten Gruenden nicht dar.

Quelle: Adac