Big Bang HTL 3, Schulbuch

Organische Technologie und Ökologie (III. Jg., 6. Sem.) 149 Erneuerbare Energieträger 14 Erdöl und Erdgas sind nur begrenzt verfügbar, irgendwann werden wir uns nicht mehr auf diese Arten von Energieträgern verlassen können. Der hohe CO 2 - Ausstoß und die damit verbundene Klimaerwärmung sind ein weiterer Aspekt, um Alter- nativen zu suchen. Eine Alternative könnten sogenannte Biokraftstoffe sein - aber sind sie wirklich eine Alternative? Und was ist „Bio“ an Biokraftstoffen? 14.1 Vom Rapsfeld in den Tank Biodiesel/Agro-Diesel Im ersten Kapitel beschäftigen wir uns mit der Gewinnung und Verwendung von Biodiesel. Biodiesel ist ein Kraftstoff, der in seinen Verbrennungs- eigenschaften dem Diesel aus fossilen Rohstoffen ähnelt. Der Name setzt sich zusammen aus den Begriffen „Diesel“, eine Treibstoffbezeichnung nach dem Erfinder des Diesel- motors Rudolf Diesel, und der Vorsilbe „bio“. Dieses „bio“ weist nicht auf eine Herkunft aus ökologisch nachhaltiger Landwirtschaft hin, sondern darauf, dass das Produkt aus biogenem Material gewonnen wird. Dies ist übrigens bei allen Biotreibstoffen der Fall und auch immer wieder Ge- genstand von Kritik. ( F1 ) Als alternativer Begriff – und weniger irreführend – existiert auch der Begriff „Agrodie- sel“. Das deutet darauf hin, dass der Diesel aus einem land- wirtschaftlichen Produkt stammt. Biodiesel ist chemisch gesehen ein Ester . Ester entstehen durch Reaktion von Alkohol und Säuregruppen ( F2 ). Biodiesel ist ein Ester aus Fettsäuren und Methanol . Inter- national heißt Biodiesel auch FAME , fatty acid methyl ester. Man benötigt zur Herstellung also Fette (um die Fettsäuren daraus zu gewinnen) und Methanol. Grundsätzlich kann jedes Fett zur Herstellung von Biodiesel verwendet werden. In Europa nimmt man hauptsächlich Raps. Die Rapssamen haben einen Ölgehalt von bis zu 45%. Dieses Öl kann als Speiseöl verwendet werden oder zur Herstellung von Biodiesel ( F3 ). In geringen Anteilen wird auch Altspeiseöl zu Biodiesel verarbeitet. Das Methanol zur Biodiesel-Herstellung stammt aus fossilen Rohstoffen. Abb. 14.1: Blühendes Rapsfeld und Rapsöl, rechts Rapssamen Wie „bio“ sind Biotreibstoffe? Aus welchen 2 Komponenten sind Ester zusammen- gesetzt? Wie sieht Raps aus? Welchen Teil der Rapspflanze nutzt der Mensch? Wofür? F1 F2 F3 Herstellung und Eigenschaften von Biodiesel: Zur Herstellung von Biodiesel werden Fettmoleküle umge- estert, das heißt aus einem schon vorhandenen Ester wird ein anderer Ester gemacht. Abb. 14.2: Umesterung von Fetten zu FAME Ein Fettmolekül besteht aus dem Alkohol Glycerol (ein drei- wertiger Alkohol) mit drei angehängten Fettsäuren. Diese 3 Fettsäuren werden abgespalten und jeweils mit einem Mo- lekül Methanol neu verestert. Dabei erhält man 3 Moleküle FAME und 1 Molekül Glycerol, sozusagen als Nebenprodukt. Dieses Nebenprodukt ist ein begehrter Rohstoff der Phar- maindustrie, zB als Feuchthaltemittel . Damit entstehen bei der Biodieselproduktion keine Abfallstoffe. Weil die Fette von Natur aus unterschiedlich gebaute Fettsäuren enthal- ten, ist Biodiesel – so wie „echter“ Diesel – kein Reinstoff, sondern ein Stoffgemisch. Im Gegensatz zu Diesel aus fossilen Quellen ist er aber bio- logisch abbaubar , und enthält kein Benzen oder andere Aromaten, die als krebserregend eingestuft wären. Wegen des höheren Flammpunkts ist er auch nicht als Gefahrgut eingestuft. Die CO 2 Bilanz war ursprünglich einer der Pluspunkte für den Einsatz von Biodiesel. In erster Annahme wird bei der Verbrennung nur so viel CO 2 frei, wie die Pflanze vorher durch Photosynthese aufgenommen hat. Die Bilanz wäre also ausgeglichen. Allerdings darf man die CO 2 Freisetzung bei der landwirtschaftlichen und technischen Gewinnung des FAME nicht vernachlässigen (Feldarbeit, Düngemittel- herstellung, Transport, …). Gerade Raps ist eine Pflanze, die viel Pflege (auch im Sinne von Düngemitteln und Schäd- lingsbekämpfungsmitteln) benötigt. Deshalb kann auch bei Biokraftstoffen die CO 2 -Bilanz nie „neutral“ sein, wie es oft behauptet wird. Vor allem wenn man die CO 2 -Emissionen dazurechnet, die bei der Herstellung des Düngers entste- hen, ist die Bilanz von Biodiesel eindeutig negativ. U BI Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv