Biodiesel

Biodiesel – Herstellung, Eigenschaften sowie Vor- und Nachteile gegenüber fossilem Diesel

Inhalt des Wiki-Artikels

• Biodiesel – Chemie, Herstellung und Eigenschaften
• Herstellung und Eigenschaften von Biodiesel
• Vor- und Nachteile von Biodiesel gegenüber fossilem Diesel
• Förderung von Biodiesel in Deutschland

Biodiesel – Chemie, Herstellung und Eigenschaften

Biodiesel zählt wie Bioethanol, hydriertes Pflanzenöl und Biomethan zu den Biokraftstoffen, die im Gegensatz zu fossilen Kraftstoffen regenerativ sind, vor allem Raps- und Sojaöl werden zur Herstellung verwendet. Unter den erneuerbaren Kraftstoffen kommt Biodiesel in heimischen Gefilden die größte Bedeutung zu, pro Jahr werden in Deutschland rund vier Millionen Tonnen produziert. Biodiesel wird zum einen als Reinkraftstoff an Tankstellen vermarktet, zum anderen aber auch fossilem Diesel beigemischt. Die zugesetzte Menge darf sieben Prozent nicht überschreiten.¹ Dieser Kraftstoff wird nach der Höhe des Biodieselanteils unter der Bezeichnung Diesel B7 geführt. Reiner Biodiesel wird auch B100 genannt und darf nur für entsprechend ausgelegte Motoren verwendet werden. Der erneuerbare Kraftstoff besteht aus der chemischen Verbindung Fettsäuremethylester (FAME) und kann außer aus Pflanzenölen auch mittels Umesterung aus biogenen Rest- und Abfallstoffen gewonnen werden.²

Herstellung und Eigenschaften von Biodiesel

Hauptsächlich wird Biodiesel in Deutschland aus Rapsöl hergestellt, doch auch andere Pflanzenöle sowie Altspeise- und Tierfette können als Basis dienen. Neben FAME ist deshalb auch die Abkürzung RME für Rapsölmethylester als Bezeichnung für den Biokraftstoff gängig. Im Jahr 2018 dienten in Deutschland rund 560 000 Hektar Land als Anbaufläche für Raps zur Gewinnung von Biodiesel und Pflanzenöl, die ersten Anlagen zur Herstellung von Biodiesel wurden bereits in den 1990er Jahren gebaut. Zur Umesterung wird Pflanzenöl mit Methanol im Verhältnis neun zu eins gemischt, durch Zufügung eines Katalysators wird der Vorgang verkürzt. Als Katalysator dient Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid, das gesamte Gemisch muss dann bei einer Temperatur zwischen 50 und 80 °C mehrere Stunden gerührt werden. Dadurch wird eine chemische Reaktion ausgelöst, das aus Glycerin und drei Fettsäureketten bestehende Pflanzenölmolekül löst sich auf. Anschließend wird das Glycerin durch Methanol ersetzt, welches sich mit den Fettsäuren zu Biodiesel verbindet. Nach diesem chemischen Prozess liegen schließlich Roh-Biodiesel und Roh-Glycerin vor. Beide Stoffe werden zur weiteren Nutzung noch aufbereitet.

Aus 3,5 Tonnen Rapsöl lassen sich rund 1500 Liter Biodiesel, zwei Tonnen Futtermittel und 130 Kilogramm Glycerin gewinnen. Ein Liter des Biokraftstoffs ersetzt etwa 0,91 Liter fossilen Diesel. Für Biodiesel und fossilen Dieselkraftstoff mit einem Anteil an Biodiesel gibt es europaweit gültige Normen. Nur Kraftstoffe, die diesen Normen entsprechen, dürfen an Tankstellen angeboten werden. Eine vorteilhafte Eigenschaft von Biodiesel gegenüber fossilem ist, dass es weniger Emissionen verursacht. Würde fossiler Dieselkraftstoff durch aus Rapsöl hergestellten Biodiesel ersetzt, ließen sich 38 Prozent der Treibhausgasemissionen einsparen. Noch weiter könnte man die Emissionen durch die Herstellung von Biodiesel aus Altspeisefetten senken.³

Vor- und Nachteile von Biodiesel gegenüber fossilem Diesel

Der Einsatz von Biodiesel bringt Vor- und Nachteile mit sich. Ein bedeutsamer Vorteil ist die Reduzierung von Emissionen, es werden weniger Treibhausgase und Ruße verursacht, so dass der Biokraftstoff dazu beiträgt, die Vorgaben des Kyoto-Protokolls zu erreichen. Im Gegensatz zu fossilem Dieselkraftstoff enthält Biodiesel kaum Schwefel und ist nicht als Gefahrgut eingestuft. Biodiesel ist biologisch abbaubar und nur schwach wassergefährdend. Aufgrund der Umesterung besitzt der Biokraftstoff die gleiche Viskosität wie fossiler Diesel, so dass er für moderne Dieselmotoren und Einspritzsysteme genutzt werden kann. Allerdings ist Biodiesel nicht für alle Motoren geeignet, wobei Probleme sich nicht wegen der Verbrennungseigenschaften, sondern vielmehr durch Dichtungen und Kraftstoffleitungen aus Kunststoff ergeben. Denn Biodiesel ist aufgrund seiner Chemie leicht aggressiv und kann manche Kunststoffe angreifen beziehungsweise auflösen, so dass Leitungen undicht werden.⁴

Während zur Gewinnung von herkömmlichem Diesel große Mengen fossiler Energieträger benötigt werden, werden bei der Herstellung von Biodiesel mineralische Ressourcen verbraucht. Bei der CO₂-Bilanz ist der Biokraftstoff deutlich im Vorteil, doch er hat auch ökologische Nachteile. Die Stickstoffemissionen fallen beim Biodiesel höher aus als beim fossilen Dieselkraftstoff, zudem werden beim Anbau der Ölpflanzen für den Biokraftstoff große Mengen an Pflanzenschutz- und Düngemitteln eingesetzt, die den Boden und das Grundwasser belasten. Das Umweltbundesamt sieht aus Rapsöl gewonnen Dieselkraftstoff als nicht förderlich für die Gesamtwirtschaft an, da er Subventionen bindet, die in anderen Bereichen für größere Umweltschutzeffekte eingesetzt werden könnten.⁵

Förderung von Biodiesel in Deutschland

Zur Förderung des Einsatzes von Biokraftstoffen wurden in Deutschland steuerliche Vergünstigungen eingeführt. Zunächst gab es an 2004 eine vollständige Steuerbefreiung für Biodiesel und andere Biokraftstoffe, die auch für den biogenen Anteil in fossilem Diesel galt. Unter anderem mit dem Biokraftstoffquotengesetz von 2006 wurde aber ein neuer rechtlicher Rahmen festgesetzt, die Mineralölwirtschaft wird mit dem Gesetz dazu verpflichtet, einen Mindestanteil an Biokraftstoffen in den Verkehr zu bringen. Seit 2007 wird der biogene Anteil in fossilen Kraftstoffen nicht mehr steuerlich begünstigt, während die Förderung für Bioreinkraftstoffe schrittweise zurückgefahren wurde. Seit Ende 2012 gibt es keine allgemeine Steuerbegünstigung für Bioreinkraftstoffe mehr.

Für reinen Biodiesel und andere reine Biokraftstoffe, die fossilen Diesel ersetzen können, wird seit Beginn des Jahres 2013 auf Antrag eine Steuerentlastung von 2,14 Cent pro Liter gewährt. Über die Steuerbegünstigung soll der niedrigere Energiegehalt von Biokraftstoffen gegenüber fossilem Diesel ausgeglichen werden. Auch für andere Biokraftstoffe wie Zellulose-Ethanol, BtL-Kraftstoffe und Biomethan gelten Sonderregelungen. Im Jahr 2014 erfolgte ein Umstieg von der Biokraftstoff- auf die Treibhausgasquote, die vor allem darauf abzielt, die Gesamtemissionen im Verkehrssektor zu vermindern.⁶ Der Preis für Biodiesel liegt dank Subventionen für den Anbau von Ölpflanzen und Begünstigungen im Hinblick auf die Mineralölsteuer noch unter dem für fossilen Dieselkraftstoff. Ob die Kosten für Biodiesel steigen oder der Preis aufrecht erhalten werden kann, ist von wirtschaftlichen und politischen Entwicklungen abhängig.⁷