Für die Freigabe von Abgasnachbehandlungssystemen spielt der Spurenelementgehalt in Kraftstoffen eine wichtige Rolle. Alle Metalle, die bei der motorischen Verbrennung emittiert werden, können durch die Bildung von Aschen den Abgasgegendruck im Nachbehandlungssystem auf unzulässige Werte erhöhen. Zusätzlich werden Metallbeschichtungen von Abgasnachbehandlungssystemen und Katalysatoren durch Phosphor und Alkalielemente vergiftet bzw. deaktiviert.
Die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. (UFOP) hat diese Tatsachen zum Anlass genommen und die Analytik-Service GmbH (ASG) mit der Evaluation marktrelevanter Biodieselanalyseergebnisse für die Jahre 2000 bis 2010 beauftragt.
In einer Kurzexpertise haben Mitarbeiter des Deutschen BiomasseForschungsZentrums gGmbH (DBFZ) eine Treibhausgasbilanz für Biodiesel aus kanadischem Raps evaluiert und das Ergebnis bezüglich der Eignung als neuen Standardwert für Biodiesel auf Basis von Raps aus Nordamerika im Rahmen der EU Richtlinie 2009/28/EC geprüft.
Mit der Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (RES-D) wurden Standardwerte der Treibhausgasemissionen bestimmter flüssiger Biobrennstoffe und Biokraftstoffe festgelegt. Diese Standardwerte werden in regelmäßigen Abständen auf Basis neuer Erkenntnisse angepasst. Das Canola Council of Canada beauftragte im Jahr 2010 die Firma (S&T) ² Consultants Inc. eine Treibhausgasbilanz zur Produktion von Biodiesel aus kanadischem Raps zu erstellen.
Biodiesel enthält zumeist noch wachsartige Pflanzeninhaltsstoffe, welche die Qualität des Kraftstoffes beeinträchtigen. Bei längerer Lagerung können sie auskristallieren und stehen in Verdacht, Kraftstofffilter zu verblocken. Forscher am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben spezifische Nanopartikel entwickelt, die diese unerwünschten Begleitstoffe binden.
Innerhalb der Richtlinie 2009/28/EG zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (RES-D) /1/ wird neben den Anforderungen an den Schutz natürlicher Flächen und eine nachhaltige landwirtschaftliche Bewirtschaftung, ein Mindest-Treibhausgasminderungspotential gefordert. Demnach müssen flüssige Biobrennstoffe und Biokraftstoffe zu bestimmten Zeitpunkten gegenüber einem definierten fossilen Referenzwert ein festgelegtes Treibhausgasminderungspotential aufweisen (z.B. 35 % Treibhausgasminderung ab Einführung der Direktive). Die Berechnung dieses Treibhausgasminderungspotentials erfolgt anhand tatsächlicher Werte nach einer, in der RES-D vorgegebenen Methodik. Des Weiteren besteht die Möglichkeit das Treibhausgasminderungspotenzial über die Verwendung von vorgegebenen Standardwerten zu ermitteln. Die entsprechend der vorgegebenen Methodik berechneten Standardwerte werden in regelmäßigen Abständen auf Basis neuer Erkenntnisse angepasst. Die amerikanische United Soybean Board (USB) beauftragte Omni Tech International, im Rahmen der Studie „Life Cycle Impacts of Soybean Production and Soy Industrial Products“ /2/ (im folgenden Omni Tech Studie 1 genannt) die nationalen Daten für die Produktion von Sojabohnen und Sojaöl, sowie die Konversion des Sojaöls zu sojabasierten Produkten, zu aktualisieren und die Prozesse ökologisch zu bewerten.
In stationären Prüfstandsuntersuchungen wurden an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg die Auswirkungen der Splittung der motorinternen „späten“ Nacheinspritzung im Regenerationsmodus bei Betrieb mit den Mischkraftstoffen B7, B10 und B30 (7-, 10- und 30%-ige RME-Beimischung) auf den Kraftstoffeintrag in das Motoröl sowie auf die Ölviskosität untersucht. Die Untersuchungen wurden am Institut für Mobile Systeme IMS, Lehrstuhl Kolbenmaschinen, an einem modernen Pkw-Dieselmotor mit Partikelfiltersystem durchgeführt. Finanziell gefördert wurde das Projekt durch die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e. V. (UFOP). Der Motor, Applikationssteuergerät und die Abgasnachbehandlungsanlage wurden von der Volkswagen AG zur Verfügung gestellt.
In dem vor zwei Jahren beschlossenen Klima-Paket der EU kommt Biokraftstoffen eine bedeutende Rolle für die Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Verkehr zu. Ungeklärt blieb damals aber die Frage nach möglichen Treibhausgasemissionen von Biokraftstoffen durch sog. „indirekte Landnutzungsänderungen“ (iLUC). Was besagt die iLUC-Hypothese?
Regionale Quantifizierung klimaschädlicher Landnutzungsänderungen und Optionen zu deren Bekämpfung
Laut der iLUC-Hypothese findet durch die weltweite Produktion von Biokraftstoffen eine Verdrängung von Nahrungs- und Futtermitteln statt. In der vorliegenden Studie von Prof. Dr. habil. Uwe Lahl wurde nicht ein weiteres Modell zur Prognose der Entwicklungen indirekter Landnutzungsänderungen entwickelt, sondern ein Ansatz, der die real existierenden Gegebenheiten erfasst. Der regionale Aspekt wurde bei der Betrachtung des Themas „indirekte Landnutzungsänderungen“ bisher wenig berücksichtigt. Die Studie steht hier zum kostenlosen Download bereit.
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Berlin, 3. August 2010. Das Deutsche BiomasseForschungsZentrum (DBFZ) hat eine aktuelle US-Studie zur Treibhausgasbilanz (THG-Bilanz) von Sojabiodiesel evaluiert. Die vom United Soybean Board (USB) veröffentlichte Studie kommt zum Ergebnis, dass in den USA aus Sojabohnen hergestellter Biodiesel auf Basis von Standardwerten eine Treibhausgasminderung von 52 % erreicht. Die USB-Studie wurde sowohl bezüglich ihrer Methodik, als auch der verwendeten Datenbasis auf Konformität mit der EU-Richtlinie 2009/28/EG überprüft. Das DBFZ stellte dabei zwar fest, dass die verwendete Berechnungsmethodik der THG-Bilanz den Vorgaben der EU-Richtlinie entspricht, die verwandten Basisdaten jedoch mit einigen Unsicherheiten behaftet sind und daher einer näheren Prüfung bedürfen.
Auch wenn die angewandte Berechnungsmethodik der USB-Studie in ihren Annahmen und Rahmenbedingungen exakt mit den Vorgaben der EU-Richtlinie übereinstimmt, stellte das DBFZ Unstimmigkeiten bei den verwendeten Basisdaten fest, die eine weitergehende Prüfung erforderlich machen.
Unter folgendem Link können Sie die DBFZ-Studie (deutsche und englische Version) sowie die USB-Studie herunterladen. Bitte beachten Sie, dass sich alle Studien in der einen PDF-Datei befinden.
Zusammenfassung
Anforderungen an die Eigenschaften zukünftigen Biodiesels
Rapsölmethylester (RME) kann derzeit in PKWs mit Dieselpartikelfiltern nicht eingesetzt werden. Die Siedekurve von RME stellt darüber hinaus ein Problem dar, das dessen zukünftige Verwendung in Euro-VI-Fahrzeugen in Frage stellt.
Demgegenüber hat hydriertes Pflanzenöl (Hydrogenated Vegetable Oil; HVO) beim Gesetzgeber in Deutschland schon eine gewisse Akzeptanz erlangt und wird weltweit als biogener Dieselkraftstoff diskutiert. HVO weist chemische und physikalische Vorteile gegenüber RME auf. Falls RME auch zukünftig als ein geeigneter Kraftstoff für Verbrennungskraftmaschinen gelten soll, müsste seine Struktur verändert werden, zum Beispiel durch Züchtung. Dabei ist es besonders wichtig, die Siedelinie herabzusetzen, indem Kettenlängen von 12 bis 16 C-Atomen angestrebt werden, wobei die Oxidationsstabilität durch entsprechende geringe Anzahl von Doppelbindungen und deren geeigneter Position zu wahren ist.
Darüber hinaus muss man auch die Emissionen und Gesundheitswirkungen der Abgase beachten. Neben der Pflanzenzüchtung sollte sich die Forschung auch effizienten biotechnischen Umesterungsverfahren widmen, die gleichzeitig kürzere Kettenlängen hervorbringen. Schließlich muss auch der Phosphor- und Metallgehalt des Kraftstoffs deutlich unter die jetzt geltenden Spezifikationen der Biodiesel-Norm gesenkt werden, um zukünftige Abgasreinigungssysteme langzeitstabil einsetzen zu können.
Im Auftrag der Union zur Förderung von Öl- und Proteinpflanzen (UFOP) untersuchte das Deutsche Biomasse Forschungszentrums (DBFZ) verschiedene Ansätze zur Verbesserung der Treibhausgasbilanz von Biodiesel aus Raps. Die Basis der Arbeiten bildete dabei der so genannte Standardwert für Rapsbiodiesel aus dem Anhang V der EU-Richtlinie zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (2009/28/EC). Gemäß dieses Standardwertes weist Biodiesel aus Raps ein Treibhausgaseinsparpotential von ca. 38% gegenüber fossilem Kraftstoff auf.
Zielstellung der Studie war es zunächst, die Datenbasis und die Berechnungsmethodik des in der EU Direktive 2009/28/EC enthaltenen Standardwertes für Biodiesel aus Raps transparent darzustellen und ausgehend von dieser Darstellung mögliche Optimierungsansätze in der Treibhausgasbilanzierung (THG) zu identifizieren. Wie zu erwarten, zeigten sich als Haupteinflussparameter im Gesamtergebnis auf der Stufe der Rapsproduktion die Herstellung und Nutzung von industriellen Düngemitteln (N-Düngung) und auf den Stufen der Rapsölgewinnung und der Umesterung der Einsatz von Wärme, Strom und Methanol.
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Ergebnisse der DBFZ-Kurzstudie zur ökologischen und ökonomischen Bewertung
Durch die Substitution von Methanol auf der Basis von Erdgas durch Biomethanol können in Abhängigkeit von der Bereitstellungstechnologie und verwendetem Rohstoff nur bis zu ca. 2% bis 3% der Gesamtemissionen aus der Biodieselproduktion eingespart werden. Diese Treibhausgaseinsparung ist jedoch aufgrund des höheren Methanolpreises mit einer Steigerung der Biodieselgestehungskosten von 6% bis 7% verbunden. Das ist das Ergebnis einer Kurzstudie, die das Deutsche BiomasseForschungsZentrum (DBFZ) im Auftrag der Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen (UFOP) jetzt vorgelegt hat.
In der Studie wurden mögliche Vor- und Nachteile des Einsatzes von Biomethanol als Alternative zum fossil basierten Methanol in der Produktion von Biodiesel untersucht. Das DBFZ berechnete ebenfalls sowohl die Kosten zur Produktion von Biomethanol auf der Basis von unterschiedlichen Biomasse-Bereitstellungspfaden als auch die mit der Biomethanolproduktion verbundenen Treibhausgasemissionen (THG). Diese wurden wiederum mit der konventionellen Methanolproduktion auf Erdgasbasis verglichen.
Die Ergebnisse zeigen aus der Sicht der UFOP leider auf, dass der Einsatz von Biomethanol für die Umesterung von Pflanzenöl zu Biodiesel zur Verbesserung der THG-Bilanz von Biodiesel nur unter bestimmten Umständen beiträgt.
Dieser Umstand lässt den Einsatz von Biomethanol bei der jetzigen Preissituation für fossiles Methanol erst dann sinnvoll erscheinen, wenn aufgrund der gesetzlichen Rahmenbedingungen die kraftstoffspezifischen THG-Emissionen den Biokraftstoffpreis stärker beeinflussen bzw. an diese gekoppelt sind.
Voraussetzung für die zukünftige Vermarktung von Biodiesel als Reinkraftstoff wie auch als Beimischungskomponente in Dieselkraftstoff ist die Erteilung von Freigaben. Mit dem Ziel, die Motorenbaureihe TCD 2013 4V der Abgasstufe EURO IV mit DEUTZ-Common-Rail-Einspritzsystem im Nutzfahrzeugeinsatz freizugeben, wurde bei der DEUTZ AG mit finanzieller Unterstützung der Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. (UFOP) ein Motoren- und Funktionstest auf dem Prüfstand sowie ein Feldtest zur Absicherung der Biodieseltauglichkeit durchgeführt.
Als Ergebnis dieses Projektvorhabens fördert die UFOP inzwischen ein Vorhaben zur Evaluierung der Metallgehalte bzw. Asche bildenden Komponenten und Katalysatorgifte in Biodiesel auf Basis der umfangreichen Datenbank der Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel e.V. Nach Auffassung der UFOP sind die dargestellten Anforderungen und Fragestellungen lösbar. Deshalb fördert die UFOP ein weiteres Projektvorhaben bei der DEUTZ AG zunächst mit dem Ziel der B100-Freigabe für Agripower-Motoren der Emissionsstufe IV (mit SCR) für B100 freizugeben.
Die Studie steht hier als Download zur Verfügung.
In einer neuen Studie haben die Wissenschaftler des Münchener Instituts fu¨r Wirtschaftsforschung (ifo) die volkswirtschaftlichen Effekte der Biodieselproduktion in Deutschland errechnet. Im Ergebnis erzielt der Staat nach der Studie Einnahmen durch Steuern, Abgaben und Sozialbeiträge, die durch eine Wiederbelebung des B100-Marktes deutlich steigen würden.
Bei einer Steuerreduzierung von derzeit 18 Cent auf 10 Cent pro Liter B100 und einem Absatz von 700.000 Tonnen gehen die Wissenschaftler des ifo-Instituts davon aus, dass der Finanzminister netto rund 379 Mio. Euro zusätzlich einnimmt.
Die Hersteller von Biodiesel stehen aufgrund der derzeitigen Besteuerung von B100 vor großen wirtschaftlichen Problemen. Bei einer Steuerhöhe von 18 Cent pro Liter ist der Markt kollabiert. Wurden 2007 noch 1,7 Millionen Tonnen B100 abgesetzt, sank der Verkauf im letzten Jahr um 90 Prozent auf nur noch 250.000 Tonnen. In der Folge haben u¨ber die Hälfte der deutschen Biodieselhersteller die Produktion eingestellt oder sind bereits insolvent. Deshalb hatten die Regierungsparteien im Koalitionsvertrag vereinbart, den Markt für B100 wiederzubeleben.
Die Kurzfassung sowie der Endbericht der ifo-Studie stehen hier zum Download zur Verfügung:
Abschlussbericht wurde gefördert durch: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) • Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. (UFOP) • Volkswagen AG Wolfsburg • Fuchs Europe Schmierstoffe GmbH
Im Institut für Mobile Systeme IMS, Lehrstuhl Kolbenmaschinen der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg wurde an einem von der Volkswagen AG bereitgestellten Pkw-Dieselmotor 2,0 l-TDI mit Common-Rail-System, motornahem Oxidationskatalysator und Dieselpartikelfilter auf dem Motorprüfstand der Einfluss des Mischkraftstoffs B10 auf den Kraftstoffeintrag in das Motoröl und den Kraftstoffaustrag sowie auf die Veränderung der Ölviskosität untersucht.
Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Messung ultrafeiner Partikel im Abgas von Dieselmotoren beim Betrieb mit Biodiesel“
An einem Nutzfahrzeugmotor wurden Abgasmessungen mit vier Kraftstoffen (Biodiesel, Dieselkraftstoff, Shell V-Power Diesel® sowie einem Blend aus Aral Ultimate Diesel® mit 5% Biodieselbeimischung) durchgeführt. Ziel des Forschungsprojekts mit dem Titel „Messung ultrafeiner Partikel im Abgas von Dieselmotoren beim Betrieb mit Biodiesel“ war es, den zuvor bei Biodiesel versus Dieselkraftstoff beobachteten Anstieg von ultrafeinen Partikeln aufzuklären, um Aussagen zur möglichen Gefährdung durch eine Feinstauberhöhung durch Biodiesel treffen zu können.
Der Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben steht hier für Sie zum Download bereit.
Biodiesel (RME) ist der einzige alternative Kraftstoff, der schon heute in großem Umfang von Privatpersonen, dem öffentlichen Nahverkehr und Flottenbetreibern eingesetzt wird.
Daraus ergab sich die Notwendigkeit, die Eignung dieses Kraftstoffs bei der Verwendung eines nachgerüsteten Rußfilterkats zu prüfen.
Folgende Partner haben sich für dieses Versuchsprojekt zusammengeschlossen:
- Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.V. - VDB
- Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. - UFOP
- Twin-Tec GmbH
Der Versuchsbericht steht hier für Sie zum Download bereit.
Im Rahmen eines von UFOP und VDB geförderten Projektes wurde bei der HJS Fahrzeugtechnik GmbH Co. KG das Funktionsverhalten des zur Nachrüstung von Diesel – PKW entwickelten City-Filter® bei Betrieb eines Volumenmodells mit RME untersucht.
Es wurde das Verhalten eines Retrofit – DPF nach Anlage 26 zu § 47 StVZO bei der Verwendung von RME (DIN 14214) in einem gängigen Diesel – PKW untersucht. Die erzielten Ergebnisse werden mit den Resultaten desselben Fahrzeuges bei Betrieb mit mineralischem Dieselkraftstoff (DIN EN 590) verglichen. Versuchsfahrzeug war ein VW Golf IV, der für den Biodieselbetrieb frei gegeben wurde.
Der Abschlussbericht steht für Sie zum Download bereit.
Bestimmung der Emissionen und der Partikelgrößenverteilung (Feinstaub) im Abgas eines modernen Euro-4-Nutzfahrzeugmotors mit SCR-Abgasreinigung im Betrieb mit Biodiesel
Der Abschlussbericht informiert über ein Forschungsvorhaben des Instituts für Technologie und Biosystemtechnik der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL), welches durch die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. (UFOP) und den Verband der Deutschen Biokraftstoffindustrie e.V. (VDB) gefördert wurde.
In der vorliegenden Arbeit ist das Verhalten eines SCR-Katalysators im Betrieb mit phosphorversetztem Biodiesel (RME+P) im Rahmen eines Dauerlaufs untersucht worden. Um den „worst case“ für den SCR-Katalysator im Betrieb mit RME nachzustellen, wurde der Phosphorgehalt des verwendeten Biodiesels durch Zugabe von Tributylphosphat erhöht.
Der Abschlussbericht steht hier für Sie zum Download bereit.
Die UFOP hat das Institut für Energetik und Umwelt in Leipzig beauftragt, die Klimagasemissionen unterschiedlicher Nutzungspfade der Biomasse zu untersuchen und deren möglichen Beitrag zur Klimagasminderung bis 2010 zu ermitteln. Bei den untersuchten Nutzungspfaden wurden sowohl biogene Reststoffe (z. B. Holzreste, Stroh, Gülle) als auch der Energiepflanzenanbau berücksichtigt.
Die Studie steht hier für Sie zum Download bereit.
Das ifo Institut hat untersucht, welche gesamtwirtschaftlichen Effekte vom steigenden Einsatz von Biodiesel zu erwarten sind, auch nachdem die Steuerbefreiung nun schrittweise abgebaut werden soll. In Szenarien für die Jahre 2007 und 2009 wurde berechnet, wie sich die »Wertschöpfungskette Biodiesel – von der Rapserzeugung bis zur Tankstelle« – direkt und indirekt auf Produktion, Beschäftigung und Staatshaushalt auswirkt.
Der vorliegende Abschlussbericht informiert über ein Verbundvorhaben des Instituts für Technologie und Biosystemtechnik der Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL) in Kooperation mit dem Steinbeis-Transferzentrum Biokraftstoffe und Umweltmesstechnik Coburg sowie dem Zentrum für Arbeits- und Sozialmedizin der Universität Göttingen.
Effekte des Rapsanbaus und der Biodieselproduktion zu analysieren ist Aufgabe einer Untersuchung, mit der die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. das IFEU Anfang 2003 beauftragt hat. Dabei sollen ausgehend vom Gesamtvergleich zwischen RME und konventionellem Dieselkraftstoff vier Schwerpunkte untersucht werden. Das Gutachten "Erweiterung der Ökobilanz für RME" mit den Ergebnissen zu den Schwerpunktthemen Vorfruchtwert, Lachgasemissionen, Honigproduktion und Biogasgewinnung aus Rapsschrot steht hier für Sie zum Download bereit.
Weltweit gibt es eine Vielzahl an Studien, in denen die Umweltwirkungen von Biokraftstoffen untersucht und Abschätzungen zu den Kosten- und Mengenpotenzialen vorgenommen wurden - mit bisweilen beträchtlichen Unterschieden in den Ergebnissen und Schlussfolgerungen. Um darüber eine Übersicht zu erhalten, die die Stärken und Schwächen der Arbeiten identifiziert und den Forschungsbedarf ermittelt, hat die Forschungsvereinigung Verbrennungskraftmaschinen e.V. (FVV) das Heidelberger IFEU-Institut mit der vorliegenden Studie beauftragt.
Die Anzahl dezentraler Ölsaatenverarbeitungsanlagen hat sich seit 1999 in Deutschland nahezu verdreifacht. Aus diesem Anlass führte das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) im Auftrag des Kuratoriums für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V. (KTBL) und mit finanzieller Unterstützung der Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e. V. (UFOP) im Frühjahr 2004 eine Umfrage „Dezentrale Ölsaatenverarbeitung in Deutschland“ durch.
Im Auftrag der UFOP hat das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg eine Expertise zum Thema "Gewinnung von Methanol aus Biomasse" vorgelegt.
Das Institut für Maschinenmesstechnik und Kolbenmaschienen (IMKO) der Universität Magdeburg hat ein Gutachten "Motoruntersuchungen mit Abgasnachbehandlungssystemen" vorgelegt. Die Reduzierung der Abgasemissionen - insbesondere der Emissionen von Stickoxiden und Partikeln - stellt für die zukünftige Entwicklung von Dieselmotoren einen Schwerpunkt dar. Hierbei sind die außermotorischen Verfahren zur Abgasnachbehandlung sowie die Qualität des Kraftstoffes zunehmend von Bedeutung.
Die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen und die Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel haben im Rahmen ihrer Arbeit Forschungsvorhaben der Bundesanstalt für Landwirtschaft, Landbauforschung Völkenrode gefördert.
Alle Berichte stehen auf den Internetseiten der Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel zum Download bereit.