Pflanzenkraftstoffe

In diesem Kapitel werden die Pflanzenkraftstoffe und die an ihnen durchgefuehrte Untersuchungen vorgestellt.

Allgemeine Grundlagen von Pflanzenoelen

Die Verwendung von Pflanzenoel als Energietraeger geht zurueck bis ins Altertum, als aus Oliven Lampenoel herstellt wurde. Die Verwendung des Pflanzenoels als Kraftstoff fuer Verbrennungskraftmaschinen wurde durch Rudolf Diesel nachgewiesen.

Pflanzenoele wurden aber durch den Dieselkraftstoff aus wirtschaftlichen Gruenden verdraengt. Sie erlebten erst 1973/74 bei der oelkrise eine Wiedergeburt. Weitere Impulse erhielt die Pflanzenoel-Technik als Dieselersatz in den 80ern, als die Landwirtschaft aufgrund von ueberproduktion Flaechen stillegen musste. Diese stillgelegten Flaechen durften aber weiterhin zum Anbau von oelsorten verwendet werden, ohne Ihre Stillegungspraemien zu verlieren. Die Pflanzenoel-Technik bekam in den 90ern den wohl staerksten Schub, durch das groesser werdende Umweltbewusstsein der Menschen. Begriffe wie Treibhauseffekt, Klimaveraenderung, Saurer Regen und Waldsterben liessen die Menschen aufschrecken. Eine Verminderung dieser Probleme kann im wesentlichen durch die Verwendung von Pflanzenoel erzielt werden.

Pflanzenoele werden in oelmuehlen, durch das Auspressen und Extrahieren der Fruechte oder Samen der verschiedenen oelpflanzen, gewonnen. Sie bestehen im wesentlichen aus zwei Komponenten, aus Glyzerin als Grundtraeger und den an ihm angelagerten Fettsaeuremolekuelen, die sich unter Abspaltung von Wasser mit dem Glyzerin verbunden haben. Diese Verbindung wird Triglycerid genannt.

Fette oder oele bestehen hauptsaechlich (97%) aus diesen Triglyzeridmolekuelen. Die restlichen 3% bestehen aus freien Fettsaeuren, Vitaminen, Wasser,
Phosphorverbindungen, sowie Spuren von Schwefel.
oele und Fette unterscheiden sich hauptsaechlich durch die prozentual verschiedenen angelagerten Fettsaeuren. Diese Fettsaeuren bestehen aus gradzahligen
Kohlenwasserstoffketten (16-22 Kohlenstoffatome) mit einer Carboxylgruppe.
Fettsaeuren unterscheiden sich durch die Anzahl der Kohlenstoffatome und die Anzahl der Doppelbindungen. Im Zusammenhang mit Doppelbindungen wird auch von gesaettigten und einfach und mehrfach ungesaettigten Fettsaeuren gesprochen.
Diese Doppelbindungen haben grundsaetzlich zwei fuer die Technik wichtige Eigenschaften. Je hoeher die Anzahl der Doppelbindungen, desto niedriger ist der Schmelzpunkt. Weiterhin kann festhalten werden, dass eine hoehere Anzahl von Doppelbindungen den Ablauf einer Reaktion beguenstigt. Das bedeutet, dass bei Fettmolekuelen mit mehrfachungesaettigten Fettsaeuren grundsaetzlich die motorische Verbrennung besser ist.
Bei pflanzlichen oelen und Fetten aus der Lebensmittelindustrie stehen andere Eigenschaften im Vordergrund. Die Fette und oele die hier gebraucht werden -in der Hauptsache zum Fritieren- muessen ueber eine moeglichst lange Zeit der thermischen Belastung standhalten. Je mehr Doppelbindungen vorliegen, desto hoeher ist das Risiko der chemischen Reaktion an diesen Doppelbindung. Durch diese Reaktionen koennen kanzerogene Stoffe entstehen. Deshalb werden in der Lebensmittelindustrie gern Fette und oele mit gesaettigten Fettsaeuren zum Fritieren verwendet.
Pflanzenoele sollten, um als Kraftstoff eingesetzt zu werden, normiert werden. Hierzu gibt es aus dem LTV-Arbeitskreis Dezentrale Pflanzenoelgewinnung Weihenstephan einen Normierungsvorschlag (Anhang A) zu Rapsoel [4]. Dieser Normierungs- vorschlag laesst sich in Zukunft wahrscheinlich auch auf andere Pflanzenoele erweitern, da Rapsoel global gesehen nur einen geringen Anteilen an der weltweiten Pflanzenoelproduktion hat. Mit Einschraenkungen laesst sich dieser Normvorschlag auch auf Recycling-Fette und –oele anwenden.
Der Normierungsvorschlag fuer Rapsoel ist der Kraftstoffnorm fuer Dieselkraftstoff (EN 506) und Dieselkraftstoff aus Fettsaeuremethylester (DIN E 51606) sehr aehnlich.
Als Erweiterung der Dieselkraftstoff-Norm kam hinzu:

• Neutralisationszahl
• Iodzahl
• Heizwert
• Gesamtverschmutzung
• Gesamtverschmutzung mit 5 μm-Filter
• Kaelteverhalten
• Phosphorgehalt

Wenn die oel- und Motorenhersteller ihre Erfahrungen mit dem Normvorschlag gesammelt haben, ist geplant diesen Vorschlag zur Norm zu erheben.