Das Auto Pflanzenoel (Poel) Lexikon

Kraftstoff Pflanzenoel

Pflanzenoele, auch als Poel bezeichnet, koennen als Kraftstoff fuer Dieselmotoren verwendet werden. Sie zaehlen zu den erneuerbaren Energietraegern. Aufgrund der gegenueber Dieselkraftstoffen hoeheren Viskositaet und der geringeren Cetanzahl sind in der Regel Anpassungsmassnahmen an gewoehnlichen Dieselmotoren notwendig. Diese beinhalten im wesentlichen einen Waermetauscher zur Erhitzung des Kraftstoffes, um die Viskositaet unmittelbar vor dem Eintritt in die Einspritzanlage zu senken. Diese Technologie ist bereits von Vielstoffmotoren bekannt.

Ein grosser Vorteil der Verwendung von Pflanzenoelen als Treibstoff ist die CO2-Neutralitaet, das heisst, dass bei der Verbrennung im wesentlichen die Menge CO2 freigesetzt wird, die die Pflanzen vorher durch Photosynthese aus der Atmosphaere entnommen haben, und nur die Emissionen bei der Herstellung schlagen zu Buche. Im Zuge der zunehmenden Nutzung als Treibstoff werden oelpflanzen auch als Energiepflanzen bezeichnet.

Entwicklung

Der erste selbstzuendende Verbrennungsmotor von Rudolf Diesel lief erfolglos mit Benzin. Spaeter wurden erfolgreichere Versuche mit Lampenpetroleum und verschiedenen oelen, auch Pflanzenoel gemacht. Erdoel war nur begrenzt verfuegbar und sehr teuer. Spaeter war der ueberfluss billigen Erdoels der Grund, dass Pflanzenoel lange Zeit nicht als Kraftstoff verwendet wurde.

Erst nach den oelkrisen der 1970er Jahre begann man verstaerkt sich nach alternativen Kraftstoffen umzusehen. Das steigende Umwelt- und Klimaschutzbewusstsein zum Ende des 20. Jahrhunderts brachte vor allem die erneuerbaren Energietraeger wieder in die Diskussion.

Reines Pflanzenoel wird bei niedrigen Temperaturen zaehfluessig, hat also eine hoehere Viskositaet. Dadurch erhoeht sich gegenueber dem Dieselkraftstoff der Durchflusswiderstand der Kraftstoffleitungen, der Einspritzpumpe und der Einspritzduesen. Abhilfe schafft die Vergroesserung der Leitungsquerschitte und/oder Anwaermen des Pflanzenoels. Zudem ist die Zuendwilligkeit (Cetanzahl) allgemein eingeschraenkt, da bei normalen Aussentemperaturen das Pflanzenoel von der Einspritzduese nur unzureichend im Brennraum vernebelt wird. Die ueblichen fuer Dieselkraftstoff aus Mineraloel entwickelten Einspritzsysteme sind fuer Pflanzenoel nicht ausgelegt und benoetigen daher eine geeignete Vorheizung. Als Abhilfe wurde der sogenannte Biodiesel entwickelt.

Stand der Technik

Fuer die Probleme mit der Dickfluessigkeit des Pflanzenoels, besonders beim Winterbetrieb, gibt es heute gute technische Loesungen. So wird die Viskositaet im Winter z. B. durch das Hinzumischen mineralischen Diesels verbessert. Prinzipiell kann ein grosser Teil aller Dieselaggregate fuer einen Betrieb mit Pflanzenoel umgeruestet werden. Je nach Methode bleibt der Motor voellig unveraendert oder wird modifiziert. Tatsaechlich ist nicht der Motor das Problem, sondern die Aggregate am Motor.

Die Umruestung kann auf ein 1-Tank-, oder 2-Tank- System erfolgen: Beim Eintanksystem befindet sich der Kraftstoff fuer den Motor in einem einzigen Tank, und bei tieferen Temperaturen werden Dieselanteile beim Betanken dem Pflanzenoel zugemischt. Zu den hilfreichen Modifikationen gehoeren ein vergroesserter Leitungsquerschnitt fuer den Kraftstoff, ein System zur Vorwaermung der Zuleitungen, des Kraftstofffilters und der Einspritzpumpe. Je nach Bauart und thermischer Umgebung des Motors sind nur einige der Massnahmen erforderlich. Beim Zweitanksystem wird der Motor mit Dieselkraftstoff aus einem separaten Tank gestartet und warmgefahren. Die entstehende Abwaerme heizt das uebrige System vor. Anschliessend wird auf den Pflanzenoeltank umgeschaltet. Vor dem laengeren Abstellen des Motors sollte rechtzeitig umgeschaltet werden, damit das Einspritzsystem beim erneuten Starten wieder mit Diesel gefuellt ist.

Eigenschaften

Pflanzenoel stellt eine der dichtesten Energieformen dar, die durch Photosynthese entstehen. Die Energiedichte betraegt rund 9,2 kWh je Liter und liegt damit zwischen Benzin mit 8,6 kWh/l und mineralischem Dieseloel mit 9,6 kWh/l.

Der Russausstoss ist bei der Pflanzenoelverbrennung gegenueber der Dieselverbrennung erheblich reduziert. Nur bei kaltem Motor und unzureichender Vernebelung im Zylinder ist der Ausstoss sichtbar erhoeht. Es gibt weniger Emissionen der beim Diesel so gefuerchteten Feinst-Russpartikel, die sich in der Lungen festsetzen. Verunreinigungen durch Schwefel und Schwermetalle entfallen weitgehend. Die Probleme der Toxizitaet (Giftigkeit), Wassergefaehrdung und Feuergefaehrlichkeit, wie sie bei herkoemmlichen Kraftstoffen auftreten, gibt es beim reinem Pflanzenoel nicht. Es ist vollkommen biologisch abbaubar. Pflanzenoel ist nicht explosiv, und aufgrund eines Flammpunktes von ueber 250°C bei Normaltemperatur kaum entflammbar. Selbst eine Lagerung in offenen Behaeltern stellt weder eine Gefaehrdung noch eine unangenehme Geruchsbelaestigung dar. Reiner Pflanzenoel- Kraftstoff kann, da nur lebensmittelrechtlichen Bestimmungen unterworfen, auch in groesseren Mengen ohne gesetzliche Auflagen gelagert werden.

Hingegen ist gebrauchtes Pflanzen-Frittier-oel ("Alt- PoeL") als grundwassergefaehrdende Substanz kategorisiert; zu seiner Lagerung und Verarbeitung werden Doppelbehaelter verwendet bzw. Behaelter mit Sicherheits-Wanne. Alt-Poel sollte vor seiner motorischen Verwendung umgepumpt und hierbei gefiltert werden, empfohlen werden Kerzenfilter mit <1 Mikrometer Weite, denn groessere Partikel koennten die feinstbearbeiteten Innereien von Einspritzpumpen beschaedigen.

Bei der Verbrennung von Pflanzenoel wird kein zusaetzliches CO2 in die Atmosphaere eingebracht, da ungefaehr nur die Menge frei wird, die die Pflanze zuvor waehrend ihres Wachstumsprozesses aufgenommen hatte.

Als Richtwert fuer Rapsoel hat am 23. Mai 2000 der "LTV-Arbeitskreis Dezentrale Pflanzenoelgewinnung, Weihenstephan" einen "Qualitaetsstandard fuer Rapsoel als Kraftstoff (RK-Qualitaetsstandard)" mit folgenden Vorgabewerten formuliert: Tabelle

Pflanzenoelsorten

Grundsaetzlich sind alle Pflanzenoelsorten, ja sogar tierische oele geeignet. Selbst gefilterte Altoele und fluessige Speisefette werden von einigen Fahrern verwendet. Sie bergen jedoch das Risiko einer Motorschaedigung, wenn die Reinigung der gebrauchten oele unzulaenglich ist. So faehrt beispielsweise ein Taxiunternehmer in Berlin seit einigen Jahren ohne Schaden ausschliesslich mit gebrauchtem Fritteusen-oel, das in einem simplen Schleuderverfahren gereinigt wird. Lediglich zum Starten des kalten Motors wird aus einen kleinen Zweittank normaler Dieselkraftstoff verwendet.

Ist Pflanzenoel nicht ausreichend vorhanden, laesst sich normaler Dieselkraftstoff in jedem Mischungsverhaeltnis dazutanken.

Der Volumenverbrauch und die Leistungscharakteristika sind bei beiden Kraftstoffen annaehernd gleich. Pflanzenoel verbrennt jedoch etwas "weicher", da die Verbrennung langsamer ablaeuft.

Verbreitung und Kosten

Bereits jetzt fahren in Mitteleuropa etliche tausend Fahrzeuge mit Pflanzenoel. Pflanzenoel ist mit einem Einzelhandelspreis von 0,75 E/l (stand Ende 2004) guenstiger als Diesel und Biodiesel. Der Preis liegt seit Jahren etwa 20 - 25 % unter dem Diesel-Preis, so dass sich die Investition in den Motorumbau langfristig rentiert. Es gibt allerdings bis jetzt kaum Tankstellen und nur wenige Lieferanten, die Pflanzenoel in fuer die Betankung gaengigen Mengen anbieten. Die Alternativen: Das Tanken von Salatoel aus 1-Liter- Flaschen des Einzelhandels ist ueberall moeglich, jedoch unkomfortabel. Viele Pflanzenoelfahrer haben sich daher einen Vorratsbehaelter mit Pumpe zu Hause angeschafft. Eine uebliche Groesse ist etwa 1 m³. Da die Tanks keinen besonderen Sicherheitsanforderungen genuegen muessen, sind sie bereits fuer rund 100 E erhaeltlich.

Fuer landwirtschaftliche Erzeuger ist Rapsoel preiswerter als Agrardiesel. Bereits 2001 war ein mit 5,6 Mio. DM vom Verbraucherschutz-Ministerium gefoerdertes Programm gestartet worden, 100 Ackerschlepper auf Pflanzenoel umzuruesten und Betriebserfahrungen zu sammeln. Das Projekt wurde vom Institut fuer Energie- und Umwelttechnik der Universitaet Rostock betreut.

Die Kosten (inkl. MWSt.) fuer eine Umruestung betragen je nach Methode von 360 E (1-Tank) bzw. 1.500 E (2-Tank) bis 4.000 E pro Motor bzw. Fahrzeug oder stationaerem Aggregat. Fuer Selbsteinbauer sind Sets ab 260 E (1-Tank) bzw. 600 E (2-Tank) erhaeltlich. In einigen Regionen werden auch oeffentliche Foerderungen bis zur Haelfte der Nettoumbaukosten angeboten.

oekologische und wirtschaftliche Auswirkungen

Argumente fuer Pflanzenoel

Pflanzenoel kann nahe dem landwirtschaftlichen Erzeuger mit relativ einfachen Mitteln auch von kleinen oelmuehlen hergestellt werden. Bei verstaerkter Nachfrage bietet sich die Rekultivierung stillgelegter Agrarflaechen an. Der Transportweg vom Erzeuger zum Verbraucher ist vergleichsweise kurz. Die Energiebilanz bei der Herstellung pflanzlicher oele liegt niedriger als bei der Raffination mineralischer Kraftstoffe. Selbst das Nebenprodukt der Erzeugung, der oel- oder Presskuchen, ist als hochwertiger Eiweiss- und Energietraeger in der Tiermast verwendbar. Es ist sicherlich sinnvoller mit Steuergeldern die Agrarproduktion zu stuetzen, als Flaechenstillegungen zu finanzieren.

Dagegen sind die meisten Rohstoffvorkommen sind weit von den Hauptverbrauchern, den Industrielaendern, entfernt. Viele bedeutende Erdoelfelder befinden sich in oder nahe bei Krisenregionen. Politische Interessen koennen die Versorgung empfindlich stoeren und die Preisgestaltung negativ beeinflussen. Eine oekonomisch sinnvolle Produktion ist fast nur durch Grossbetriebe und internationale Konzerne moeglich. Trotzdem sind Mineraloele ohne den Steueranteil deutlich billiger als Pflanzenoel.

Bei der Verbrennung von fossilen Energietraegern, wie Erdoel wird der gespeicherte Kohlenstoff, der vor langer Zeit in Form von Biomasse unterirdisch abgelagert wurde, zusammen mit Luftsauerstoff als CO2 in die Atmosphaere freigesetzt. Kohlendioxid ist ein Treibhausgas.

Der Einsatz von naturnah produzierten Energietraegern fuehrt grossraeumig und langfristig gesehen zu einer geringeren CO2-Belastung im Vergleich zum Erdoel. Das bei der Verbrennung entstehende Kohlendioxid wird von den nachwachsenden Erzeugerpflanzen wieder aufgenommen und in neue Energie umgesetzt. Im Hinblick auf sich erschoepfende fossile Ressourcen erlangen in Zukunft Rohstoffe fuer die Energiebereitstellung als auch fuer die chemische Industrie, die verstaerkt von der Landwirtschaft erzeugt werden eine groessere Bedeutung. Auch die Mineraloelkonzerne beruecksichtigen diese Entwicklung und investieren in entsprechende Forschungen. So haben beispielsweise die Konzerne BP und Shell bereits grosse landwirtschaftlichen Flaechen in der ehemaligen DDR aufgekauft.

Eine weitere unbegrenzte Nutzung von Erdoel ist langfristig nicht moeglich. Die nutzbaren Vorkommen werden auch nach grosszuegigen Schaetzungen und Einbeziehung vermuteter, aber keinesfalls bestaetigter Vorkommen innerhalb dieses Jahrhunderts erschoepft sein. Schon vorher muessen alternative Energien in ausreichender Menge zur Verfuegung stehen. Pflanzenoel als Kraftstoff ist ein Teil in der Vielfalt der erneuerbaren Energien.

Argumente gegen Pflanzenoel

In Deutschland werden jaehrlich etwa 140 Millionen Tonnen Mineraloelprodukte verbraucht. Es werden 3,5 Millionen Tonnen Rapssaat produziert, davon 3/4 zu Speisezwecken. Daraus werden etwa 1 Million Tonnen Rapsoel gepresst. Wenn man dies vollstaendig als Kraftstoff nutzte, wuerden weniger als 1 % des Mineraloels ersetzt. In Mitteleuropa besteht theoretisch die Moeglichkeit, hoechstens 10% bis 15% des Erdoels durch Pflanzenoel zu ersetzen. In dieser Klimazone sind nur Ertraege von etwa 1.000 Liter oel pro Hektar moeglich. Zudem ist ein Fruchtwechsel erforderlich, was eine jaehrliche Nutzung der gleichen Flaechen ausschliesst. Global gesehen sind die Moeglichkeiten etwas guenstiger, wenn auch andere oelpflanzen genutzt werden. So kann die afrikanische oelpalme 10.000 Liter Pflanzenoel pro Hektar liefern. Rein rechnerisch wuerden 12% der Gesamtflaeche Afrikas oder 2% der weltweiten Landflaeche ausreichen, um den derzeitigen weltweiten Erdoelbedarf zu ersetzen. Ein Anbau in solchen Ausmassen waere allerdings mit der Gefahr der Entstehung grosser Monokulturen verbunden. Die ohnehin knappe vorhandene Flaeche ginge fuer die Lebensmittelproduktion und Tierhaltung der einheimischen Bevoelkerung weitgehend verloren. Auch sind aufgrund der Bodenqualitaet und der klimatischen Bedingungen nur sehr begrenzt Flaechen fuer eine sinnvolle landwirtschaftliche Nutzung mit nennenswerten Ertraegen geeignet.

Die Landmaschinen, die eingesetzten Duenger und Pflanzenschutzmittel benoetigen fossile Energie und verbrauchen mineralische Rohstoffe. Dabei entstehen Schadstoffe, die die Ozonhuelle der Erde gefaehrden, zum Smog u.a. Gesundheitsrisiken beitragen und Boden und Wasser versauern. Die Nutzung von Pflanzenoelen als Treibstoff hat oekologische Vor- und Nachteile, die nicht gegeneinander aufgerechnet werden koennen. Es besteht kein Grund zur Euphorie bei der Verwendung von Rapsoelkraftstoff und Biodiesel gegenueber Dieselkraftstoff. Das deutsche Umweltbundesamt stellt fest: "Aus Sicht des Umweltschutzes und aus oekonomischen Gruenden ist eine Foerderung des Einsatzes von Rapsoel und RME im Kraftstoffbereich auch weiterhin nicht zu befuerworten." (Lit.: Kraus u.a., S. 21)

Schon heute zeichnet sich die bedenkliche Entwicklung ab, dass energetisch verwertbare Biomasse, z.B. als Brennstoff fuer Heizzwecke angebotenes Energiegetreide, hoehere Preise erzielt als notwendige Lebensmittel. Auch eine Optimierung der des Ertrages der oelpflanzen mittels Gentechnik ist wahrscheinlich, wenn auch bei vielen Verfechtern einer oekologisch orientierten Landwirtschaft sehr umstritten. Insgesamt kann die Nutzung von Pflanzenoel als Kraftstoff nur einen relativ geringen Beitrag zur Deckung des weltweiten Energiebedarfs leisten.

Die derzeitige Versorgung der Kraftfahrer mit Pflanzenoel in Deutschland ist problematisch. Etwa 100 Lieferanten bieten preisguenstige Grossmengen an, die ggf. noch in heimischen Tanks zwischenzulagern sind. Die Betankung mit Pflanzenoel vom Lebensmittel-Einzelhandel (Salatoelflaschen) ist unbequem und bedingt durch die kleinen Verpackungseinheiten auch sehr abfallintensiv. Spontanbedarf muss durch normalen Diesel von der Tankstelle gedeckt werden. Zudem sind beachtliche Aufwaendungen fuer eine Fahrzeugumruestung noetig, sofern der Fahrer nicht ueber ausreichende Erfahrung beim Betrieb des Motors mit Pflanzenoel bei unterschiedlichen Aussentemperaturen verfuegt. Pflanzenoel kann nur in dafuer geeigneten Dieselmotoren verwendet werden.

Fossile Energiequellen sind zur Zeit immer noch ausreichend verfuegbar. Eine bewaehrte Foerder- und Transportlogistik und grosstechnische Produktionsverfahren bieten qualitativ sehr hochwertige Kraftstoffe zu so guenstigen Herstellungspreisen an, die von Erzeugnissen aus oelpflanzen derzeit nicht erreicht werden koennen. Lediglich die unterschiedliche Steuerbelastung machen einige alternative Kraftstoffe fuer den Verbraucher interessant. Die Versorgung mit Mineraloelen ist rund um die Uhr mit einem engmaschigen Tankstellennetz gewaehrleistet. Fuer jedes Fahrzeug ist der passende Kraftstoff verfuegbar.