Theorie Biodiesel

Biodiesel ist der landläufige Name, der zur Bezeichnung von Fettsäuremethylester (FSME) verwendet wird. Bis vor wenigen Jahren wurde vorwiegend von Rapsmethylester (RME) gesprochen und viele Fahrzeugfreigaben aus dieser Zeit sind auch ausschließlich für RME erteilt worden. Aufgrund der verhältnismäßig unproblematischen Einsatzmöglichkeit von Biodiesel konnte dieser innerhalb von 10 Jahren einen jährlichen Absatz von knapp 2,5 Mio. t in 2006 erreichen. Davon gingen 40 % in die Beimischung zu Dieselkraftstoff, 41 % wurden direkt an Großverbraucher abgegeben und 19 % über rund 1900 öffentlichen Tankstellen abgesetzt.

Biodiesel wird durch die katalytische Umesterung des Pflanzenöls mit Methanol zu den entsprechenden Fettsäuremethylestern hergestellt. Pflanzenöl selbst besteht überwiegend aus Esterverbindungen des dreiwertigen Alkohols Glycerin mit drei Fettsäuren, dem so genannten Triglycerid. Bei der Umesterung wird der dreiwertige Alkohol, das Glycerin, durch drei einwertige Alkohole, z.B. Methanol, ersetzt.



Die chemische Reaktion findet unter relativ einfachen Bedingungen statt, um die angestrebte Biodieselqualität zu erreichen sind jedoch noch weitere Reinigungs- und Trennschritte durchzuführen. Hierzu wird neben der chemischen Reaktion noch ein Reinigungsprozess und letztendlich eine Destillation durchgeführt.

Die chemisch/physikalischen Eigenschaften des Endproduktes Biodiesel sind denen von mineralischem Dieselkraftstoff angepasst und unterscheiden sich maßgeblich vom Ausgangsprodukt Pflanzenöl. Somit kann Biodiesel in herkömmlichen Dieselmotoren ohne weitere Umbauten eingesetzt werden. Es empfiehlt sich allerdings, auf die Freigaben der Fahrzeughersteller zu achten.

Wie für die Qualitätsanforderungen für Dieselkraftstoffe existieren weltweit diverse Normen für Biodiesel. Die weitestgehenden Erfahrungen konnten bisher sicherlich mit der europäischen Norm EN 14214 gemacht werden, welche ohne Zusatzstoffe einzig mit Rapsöl zu erreichen ist, sofern man nur auf ein einzelnes Pflanzenöl als Rohstoff zugreifen will. Dies ist durch die günstige Verteilung der verschiedenen Fettsäuren im Rapsöl zu erklären.

Das Spektrum und die Anteile der verschiedenen Fettsäuren in einem Pflanzenöl unterscheiden sich sowohl zwischen den einzelnen Sorten wie auch innerhalb einer Sorte in Abhängigkeit von Anbauort und Witterungsverhältnissen. Hierbei gibt es bei den Fettsäuren zwei Unterscheidungsmerkmale; deren Länge und die Anzahl der Doppelbindungen. Bei den gängigen Ölsorten haben die Fettsäuren eine Kettenlänge zwischen 14 und 22 C-Atomen und null bis maximal drei Doppelbindungen. Verschiedene Eigenschaften der Biodieselnorm werden direkt über die Verteilung der Fettsäuren beeinflusst. So z.B. der Linolsäuregehalt, die Jodzahl, die Winterisierbarkeit (CFPP), die Haltbarkeit (Oxidationsstabilität) oder die Viskosität. Sollte die Fettsäureverteilung des eingesetzten Öles den Anforderungen nicht entsprechen gibt es die Möglichkeit über Additive oder über die Mischung verschiedener Öle bzw. deren Fettsäuremethylester die Nachteile auszugleichen