Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen E.V.
Langzeitstudie über den Einsatz von Antioxidantien an Rapsölkraftstoff in der Praxis
Berlin, 10. Juni 2010 – Am Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren der Universität Rostock wurde in der Projektlaufzeit April 2007 bis Ende 2009 eine Langzeitstudie über den Einsatz von Antioxidantien an Rapsölkraftstoff in der Praxis bearbeitet.
Da unterschiedliche Einflussfaktoren zu einer Minderung der Lagerstabilität von Rapsölkraftstoff führen können, ist eine Stabilitätsreserve für den Transport, die Lagerung sowie die Anwendung beim Verbraucher erforderlich. Es ist bekannt, dass ungünstige Behältermaterialen (Buntmetalle), hohe Temperaturen, Lichteinstrahlung und gute Sauerstoffverfügbarkeit die Lagerstabilität von Pflanzenölen deutlich verkürzen können. Dieser Effekt kann durch den Zusatz von Antioxidantien wirksam verhindert bzw. signifikant verzögert werden.
Im Rahmen einer Langzeitstudie wurde deshalb die Lagerstabilität verschiedener Rapsölkraftstoffqualitäten mit und ohne Stabilisierung durch ein wirksames Antioxidationsmittel über zweieinhalb Jahre verfolgt. Ziel war es hierbei, Erkenntnisse über die Handhabbarkeit, Mischungsstabilität und notwendige Dosierung des Antioxidans‘ unter Praxisbedingungen zu erhalten. Aus der breiten Palette der kommerziell erhältlichen Antioxidantien wurde zu diesem Zweck im Rahmen von Vorversuchen das besonders wirksame Produkt Baynox® Plus der Firma Lanxess Deutschland GmbH für diese Studie ausgewählt. Dieses Produkt findet bereits in der Biodieselindustrie eine sehr breite Anwendung.
Die Lagerung der Kraftstoffe erfolgte im Tagesgang in zwei verschiedenen Lagerbehältern (Polyethylen, unbeschichteter Stahl). Im Abstand von vier Wochen wurden Proben aus den Behältern entnommen und auf ihre Oxidationsstabilität bei 110 °C untersucht. Zusätzlich wurde ein Praxistest an zwei Common Rail Diesel-Schleppern im Rapsölbetrieb über ein Jahr wissenschaftlich begleitet. Hierbei wurde der Einfluss des Antioxidationsmittels auf den Motorbetrieb sowie auf weitere kraftstoffspezifische Kennwerte untersucht.
Im Ergebnis der Studie wurde festgestellt, dass die Oxidationsstabilität von Rapsölkraftstoff ohne Zugabe eines Antioxidationsmittels nach etwa einjähriger Lagerung im Tagesgang unter den gemäß DIN V 51605 geforderten Grenzwert von mindestens sechs Stunden absinkt. Im Gegensatz dazu konnte dieser Grenzwert durch die Stabilisierung des Rapsöls Baynox® Plus der Konzentration 0,1 % (m/m) über eine Lagerdauer von 900 Tagen sicher eingehalten. Es konnten im Rahmen dieser Untersuchungen keine signifikanten Unterschiede in Abhängigkeit vom Behältermaterial festgestellt werden. Die eingesetzten Behälter aus unbeschichtetem Stahl und Polyethylen konnten eine vergleichbar gute Lagerqualität des Rapsölkraftstoffes gewährleisten.
Die Begleituntersuchungen des Praxiseinsatzes eines Pflanzenölschleppers, der mit stabilisiertem Rapsölraffinat betrieben wurde, ergaben keine negativen Auswirkungen durch das Additiv auf den Motorbetrieb. Über eine Laufzeit von mehr als 700 Stunden war auf der Basis der überwachten Schmierölkennwerte unter diesen Prüfbedingungen kein Ölwechsel erforderlich. Voraussetzung für die Vermarktung des Additivs ist allerdings die noch erforderliche Entwicklung und Bereitstellung einer Handlungsempfehlung des Herstellers, die das homogene Einbringen des Additivs in Rapsölkraftstofftanks gewährleistet. Empfehlenswert wäre stattdessen eine kommerziell erhältliche Pflanzenöl-Additiv-Konzentratlösung, die gleich in der Ölmühle nach der Pressung dem Öl beigemischt werden kann.
Mit der Verbesserung der Rapsölkraftstoffqualität durch Zusatz von Antioxidantien kann ein wesentlicher Beitrag zur Minimierung der Schadenswahrscheinlichkeit bei landwirtschaftlichen Maschinen im Rapsölbetrieb geleistet werden. Durch die Stabilisierung des Kraftstoffes können die Mindestanforderungen an die Oxidationsstabilität von Rapsölkraftstoff gemäß der Norm DIN V 51605 als Grundvoraussetzung für einen wartungsarmen und störungsfreien Langzeitbetrieb von Motoren zuzüglich einer ausreichenden Qualitätsreserve für Transport, Lagerung und Einsatzdauer sichergestellt werden.
Die wissenschaftlichen Erkenntnisse aus diesem Projekt fließen direkt in die Normungsarbeiten des DIN FAM NA 062-06-32-02 UA „Rapsöl als Kraftstoff für pflanzenöltaugliche Motoren“, der Arbeitsgruppe „Pflanzenöle“ sowie in die geplanten Normungsaktivitäten auf europäischer Ebene ein. Parallel liefert das Projekt wichtige Erkenntnisse, die für die Lagerung alternativer flüssiger Brennstoffe wie Heizöl EL A nach DIN V 51603-6 mit hohen Pflanzenölanteilen von Bedeutung sind.
In einem Folgeprojekt sollen die Versuche auf nichttrocknende Öle, wie z. B. Sonnenblumenöl, die auf europäischer Ebene bzw. weltweit eine Rolle spielen, erweitert werden.
Dieses Projekt wurde durch die Union zur Förderung von Oel- und Proteinpflanzen e.V. (FKZ 540/072), die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FKZ 22023206) sowie das Centre for Sustainable Energy Research e.V. gefördert.