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TDI - Probleme und deren Lösungen

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9 Biogene Kraftstoffe


9.1 Biodiesel, FAME, RME

9.1.1 Begriffsdefinition

Hinter den Begriffen Biodiesel, Fame (Fatty Acid Methyl Ester) und RME (Raps Methyl Ester) verbirgt sich ein und dasselbe, nämlich Pflanzenöl, welches durch einen sogenannten Umesterungsprozess zu dünnflüssigem, dieselähnlichem Kraftstoff umgewandelt wird. Biodiesel muß der Norm DIN EN 14214 entsprechen. In dieser Norm werden unter anderem die Mindestanforderungen bezüglich Dichte, Viskosität, Cetanzahl, Schwefel- und Wassergehalt von RME festgelegt.

9.1.2 Fakten

Oft wird Biodiesel von Befürwortern bei Benennung von Fakten als viel Emissionsärmer als konventioneller Dieselkraftstoff dargestellt. Dies trifft auf einige Bestandteile (z. B. CO, HC, Partikel, Schwefel) des Verbrennungsproduktes zwar tatsächlich zu, jedoch wird allzu oft unterschlagen, daß ein erhöhter Ausstoß von Stickoxiden (NOx) einhergeht. Die Stickoxide sind deshalb erhöht, weil der Zündverzug von Biodiesel gegenüber Mineraldiesel kürzer ist und es durch die damit verbundene frühere Zündung im Motor zu erhöhten Brennraumtemperaturen im Motor kommt, welche wiederum zu einem erhöhten NOx Ausstoß führen. Regelmäßig außer acht gelassen beim Vergleich von Energiebilanzen von Biodiesel gegenüber Mineraldiesel wird auch, daß entsprechend Energie für die Erzeugung, Transport und Herstellung von Biodiesel aufgewendet werden muß (Aussat, Ernte, Verbringung, Ölmühle, Umesterung, Auslieferung, etc.), und daß die Raps-Landwirtschaft aufgrund der damit einhergehenden Monokultur entsprechend gr0ssflaechig Gifte (in Form von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln) in die Umwelt ausbringt um überhaupt eine optimale/maximale” Ernte einbringen zu können. Der Anbau von Rapspflanzen, welche den Hauptanteil des Biodiesels ausmachen, wird letztendlich vom Staat und der EU subventioniert: In der BRD erhält der Landwirt für die Stilliegung von für Nahrungsmittelanbau bestimmte Flächen eine entsprechende Prämie, er darf und kann jedoch dann auf dieser eigentlich stillgelegten Fläche Rapspflanzen für Non-Food Verwertung (also nicht für Nahrungsmittel bestimmte Rapspflanzen) anbauen. Wenn er auf für Nahrungsmittel bestimmten Flächen Raps für Energiegewinnung (also Biodieselerzeugung) anbaut, erhält er auf Antrag von der EU ebenfalls eine entsprechende Prämie (Energiepflanzenprämie). Biodiesel profitiert außerdem von der Freistellung von der Mineralölsteuer bis 31. Dezember 2009. Der  Preis an der Tankstelle jedoch orientiert sich augenscheinlich ausschließlich immer etwas unterhalb des Preises von Mineraldiesel (ca. 15 % darunter). Dieser kleine Preisvorteil schmilzt aber bei Verbrauchsbetrachtungen dahin, denn 1 Liter RME enthält weniger Energie als 1 Liter Mineraldiesel, was sich in einem Mehrverbrauch von bis zu 10 % pro 100 km auswirken kann. Für die gleiche Leistung muß das Gaspedal entsprechend weiter durchgedrückt werden und führt zwangsweise zu einem Mehrverbrauch. Hinzu kommt, daß Biodiesel Ablagerungen aus dem Tank und den Leitungen lösen kann und dies zur Dieselfilterverstopfung führen kann, was einen vorzeitigen Kraftstofffilterwechsel (und evtl. Abschleppkosten, Säumnisse) nach sich zieht und den kleinen  Preisvorteil weiter zunichte macht oder gar in einen Verlust umkehrt.

9.1.3 Freigaben der Fahrzeughersteller

Einige Kraftfahrzeughersteller wie z. B. VW, Audi, Seat, Skoda, Daimler Chrysler geben einige ihrer Dieselfahrzeuge für den Betrieb mit Biodiesel frei bzw. bieten bei Neubestellung Zusatzpakete an, die einen Betrieb mit Biodiesel erlauben sollen. Deren Lieferanten der Einspritzausrüstungen (Delphi, Siemens,  Stanadyne, Denso, Bosch) jedoch geben Ihrerseits die an diese Fahrzeughersteller gelieferten Produkte (Einspritzpumpen, PD Elemente, CR-Hochdruckpumpen, Injektoren, Vorförderpumpen) ausdrücklich nicht für den Betrieb mit Biodiesel frei.

9.1.4 Schäden durch den Betrieb mit Biodiesel

Selbst wenn ein Fahrzeug vom Hersteller für den Betrieb mit Biodiesel freigegeben ist, und Vermarkter von Biodiesel behaupten Biodiesel kann problemlos gefahren werden , kann es zu Schäden durch Biodiesel kommen. Insbesondere wenn eine Wechselbetankung mit Mineraldiesel stattfindet. Wird beispielsweise ein Dieselfahrzeug ständig mit Biodiesel betrieben und dann mangels Verfügbarkeit von Biodiesel mit herkömmlichem Mineraldiesel betankt (z. B. im Urlaub in Ländern ohne oder geringer Biodieselabdeckung) kann es dazu kommen, daß als Folge die Dichtungen der Einspritzausrüstung ihren Dienst versagen. Anscheinend neigt Biodiesel dazu die Weichmacher aus den Dichtungsmaterialien herauszulösen, setzt sich dann an deren Stelle und ersetzt auch deren Funktion. Tankt man nun Mineraldiesel, wird der Biodiesel aus den Dichtungen herausgelöst, die Dichtungen ziehen sich zusammen und die Dichtungen verhärten. Es kommt zu Leckagen (natürlich gerade dann wenn man auf das Fahrzeug angewiesen ist ;-( ). Bei rein äusserlich zugänglichen Komponenten, wie z. B. lecken Leitungen kann in einem solchen Fall schnell Abhilfe geschaffen werden durch einfachen Austausch der beschädigten Teile (z. B. Leckölleitungen zwischen den Einspritzdüsen). Ist jedoch die Einspritzpumpe nun undicht, wird man um einen kostspieligen Ausbau und Neuabdichtung (evtl. Austauschpumpe) der Einspritzpumpe nicht herumkommen. Sind Pumpe Düse Elemente von Leckagen betroffen, so muß man dies nicht einmal merken, da die Leckagen aufgrund der Verbauung der PD-Elemente im Zylinderkopf nicht sichtbar sind, aber deren ungewollte Ausflüsse gelangen ins Motorenöl, welches in Folge erst einmal verdünnt wird und seine Schmierfähigkeit einbüßt und letztendlich eine Polymerisation mit dem einem verbundenen kapitalen Motorschaden auslösen kann.

9.1.5 Motorschaden durch Biodiesel

Beim Betrieb mit Biodiesel kann es durch dessen höhere Viskosität und der damit verbundenen schlechteren Zerstäubung beim Einspritzvorgang zum Eintrag von unverbranntem Biodiesel ins Motoröl kommen. Dies wird gerne von den Vermarktern von Biodiesel verschwiegen. Insbesondere Betriebsbedingungen wie Teillast, Leerlauf, Kaltlauf und Kurzstreckenbetrieb oder verschlissene Teile (Glühkerzen, Einspritzdüsen, Kolbenringe, Zylinderlaufbahnen, Dichtungen) tragen zum Eintrag von Biodiesel ins Motoröl bei. Dann kann es zur Polymerisation des Motorenöls kommen. Unter Polymerisation versteht man eine Verdickung des Motoröls zu einer zähen Masse und resultierend daraus eine extrem verminderte Schmierung der Lager und Zylinderlaufbahnen des Motors bis hin zum kapitalen Motorschaden (Kolbenfresser, Lagerschaden). Aber es reicht auch schon wenn nur eine Polymerisation festgestellt wird, dann ist die komplette innere Oberfläche des Motors mit einer klebrigen zähen Masse überzogen und mit einfachen Mitteln nicht mehr heraus zu bekommen. Mit der Zeit verhärten diese Beläge zu einem filmartigen Belag und einzelne Fetzen können abgelöst und in die Ölwanne fallen, von wo sie aus von der Ölpumpe angesaugt werden und letztlich das Sieb des Ölansaugschnorchels zusetzen. Die Folge davon ist, daß der Öldruck zusammenbricht und der Motor nicht mehr geschmiert wird. Eine Werkstatt, die einen solchen zugesetzten Motor für wenig Geld wieder preisgünstig in einen betriebsfähigen und zuverlässigen Zustand (Garantiebedingungen) versetzt wird sich kaum finden lassen (eigene Erfahrung).





Abbildung 9 1: Motorschaden durch Biodiesel




Abbildung 9 2: Verdickung/Polymerisation des Motorenöls durch Biodiesel

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß zu einer Polymerisation folgende Bedingungen beitragen:

1) Menge des Eintrages von Biodiesel ins Motorenöl (abhängig von Belastungsprofil, Motorzustand, Zerstäubungsqualität der Einspritzdüsen)

2) Zusammensetzung und Höhe der Blow-Bye Gase

3) Motoröl, dessen Qualität im Neuzustand hinsichtlich Gehalt und Qualität an Antioxidantien, Detergentien, Dispergentien und esterbasischer Anteil des Grundöls

4) Alterungszustand des Motoröls und des darin eingetragenen Biodiesels

5) hohe Temperaturen



9.1 Pflanzenöl

More to come, Polymerisation, Vorwärmung, Eintrag ins Motoröl

9.2 Synfuel, GTL, BTL

More to come, Designer Kraftstoff


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