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Dieselkraftstoff

© Thomas Gade / Mai 2015

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Diesel aus Erdöl


Diesel ist ein flüssiger Kraftstoff aus Erdöl. Es wird in Raffinerien durch Erhitzen und Druck in verschiedene Komponenten mit unterschiedlichen Eigenschaften wie Dichte und Siedepunkt getrennt. Die Separation findet in turmartigen Behältern statt, in denen erwärmtes Rohöl sich in schwere und leichte Bestandteile mit unterschiedlichen Siedepunkten aufteilt. Die schweren Stoffe sinken während der Separation nach unten, während die leichteren aufsteigen und die leichtesten gar verdampfen. Das Gas wird durch ein Kühlrohrsystem wieder verflüssigt. Durch die Separation entstehen verschiedene Stoffe, die durch zusätzliche Behandlungen marktfähige Produkte werden.


Diesel ist eine klare bis gelblich getönte Flüssigkeit. Quelle:"Aral AG" / bearbeitet

Erdöl besteht hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen, die bei Umwandlungsprozessen von organischen Stoffen entstanden. Das sind verschiedene und vielfältige chemische Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff bestehen. Auch Diesel besteht aus verschiedenen Kohlenwasserstoffmolekülen.

Ein wichtiger Prozess beim Herstellen von Produkten aus Erdöl ist das Cracking, das Aufbrechen von langen Kohlenwasserstoffmolekülen, um Resultate mit bestimmten Eigenschaften zu gewinnen und die Ausbeute von höherwertigen Produkten aus dem Rohöl zu steigern. Cracking geschieht thermisch bei Temperaturen zwischen 450 - 800 °C in Druckbehältern, teilweise unter Beigabe von Katalysatoren, die chemische Prozesse beschleunigen. Beim thermischen Cracken werden lange Kohlenwasserstoffmolekühle in Schwingungen versetzt, wodurch sie brechen. Dadurch entstehen Stoffe mit anderen Eigenschaften als das Ursprungsmaterial.

Den überwiegenden Anteil des fossilen Dieselkraftstoffs gewinnt man durch die simple Distillation des Rohöls. Um die Ausbeute zu erhöhen wird zusätzlicher Diesel aus schwereren Bestandteilen des Rohöls durch Cracking erzeugt. Kommerzieller fossiler Diesel für Motoren besteht in der Regel aus einer Mischung beider Sorten.

Weltweit deckt Erdöl rund 33% des Energiebedarfs. Laut Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe wurden bislang 175 Milliarden Tonnen Erdöl verbraucht und etwas weniger, ungefähr 170 Milliarden Tonnen, werden derzeit als Reserven ausgewiesen. Der Club of Rome prophezeite 1972 in seinem Bericht "Die Grenzen des Wachstums" ein baldiges Versiegen der Erdölquellen, doch neue Erschließungsmethoden haben den erwarteten Zeitpunkt um einige Jahrzehnte verschoben. Noch scheint Erdöl keine Mangelware zu sein, doch ist es eine nicht erneuerbare Energiequelle, deren Volumen begrenzt ist. 2013 wurden fast 4,2 Milliarden Tonnen Erdöl verbraucht und die Nachfrage ist steigend. Daher ist die Erschließung von alternativen Energiequellen notwendig.


Raffinerie Gelsenkirchen bei Nacht. Quelle: "BP Europa SE"

Biodiesel

Biodiesel wird aus pflanzlichen Ölen, tierischen (Abfall-)Fetten und Fischöl hergestellt. Je nach Klima werden dazu verschiedene Pflanzen angebaut. In Europa wird vor allem Rapsöl produziert, in Nordamerika Sojaöl und in Südostastien Palmöl. Ergänzend werden Öle aus Rizinus, Sonnenblumen und Jatropha verwertet. Aus ökologischer Sicht wird Biodiesel zwiespältig betrachtet. Einerseits kritisieren Umweltschützer, dass die Gewinnung des pflanzlichen Öls mit der Zerstörung von Regenwäldern, Monokulturen und Vertreibungen der Landbevölkerung einhergeht. Dagegen steht die Forderung der Produktion von Kraftstoffen aus erneuerbaren Rohstoffen, um weniger Erdöl zu verbrauchen. Klar ist, dass wir Alternativen zum begrenzt verfügbaren, fossilen Kraftstoff benötigen.

Biodiesel liefert mit zunehmender Tendenz einen nicht unerheblichen Anteil des gesamten Verbrauchs. Allerdings ist er in seinen Eigenschaften nicht mit fossilem Diesel identisch, jedoch kann man beide Sorten mixen und die vorgeschriebenen Spezifikationen für Dieselkraftstoffe erfüllen. Biodiesel enthält weniger Schwefel als mineralischer Diesel und ist wegen seines höheren Flammpunktes kein Gefahrgut. Biodiesel ist biologisch abbaubar und hat gute Schmiereigenschaften. Jedoch bindet er mehr Wasser als fossiler Diesel. Biodiesel aus Soja- und Palmöl hat eine geringere Oxidationsstabilität, also Alterungsbeständigkeit, als Diesel aus Erdöl.

Sprit aus Algen

Die Kraftstoffproduzenten experimentieren mit verschiedenen Rohstoffen. Aus Brasilien wurde 2013 eine ökonomisch sinnvolle Biodieselproduktion aus Algen gemeldet. In geschlossenen Tanksilos, die durch die Sonne und warme Abgase aus einer Zuckerfabrik erwärmt werden, vermehren sich die Algen rapide. Dazu benötigen und verbrauchen sie Kohlendioxid, ein als CO2 bekannter Stoff, der seit Beginn der Industrialisierung in großer Menge in die Atmosphäre abgegeben wurde und längst als Ursache für Kimaveränderungen erkannt wurde. Das nötige Sonnenlicht zur Photosynthese wird durch Glasfaserleiter in Algentanks geleitet. In offenen Tanks der anderen Algenfarmen kann dieselbe Menge nur mit einem deutlich höheren Energieaufwand gezüchtet werden. Neben Biodiesel gewinnt man aus den Algen Omega-3 Fettsäuren und Tierfutter mit einem hohen Proteingehalt. Der brasilianische Hersteller behauptet, dass sein Biodiesel aus Algen billiger sei als fossiler Diesel. Die Geschichte klingt fast zu schön, um wahr zu sein: Geringere Kosten, Abbau von CO2, verzehrbare Abfallprodukte und Biodiesel. Das Kohlendioxid wird nicht einfach aus der Atmosphäre 'abgesaugt', sondern durch einen CO2 Erzeuger, wie ein Kraftwerk, geliefert und anteilig verwertet. Bei der Verbennung des Biodiesels wird jedoch wieder CO2 freigesetzt.

Wissenschaftler, Tüftler und Forscher befassen sich intensiv mit dem Thema und es gibt vielversprechende Ideen. Und wer weiß, vielleicht sehen wir demnächst neben den Solarzellen Algenbehälter auf den Dächern von Häusern, die damit ihr CO2-haltiges Abgas aus Blockheizkraftwerken reinigen.



Rapsfeld mit Windkrafträdern in Brandenburg. Biodiesel wird u.a. aus Rapsöl gewonnen.

Beimengung von Biodiesel

Seit 2009 tanken wir in verschiedenen Ländern Europas, auch in Deutschland, Dieselkraftstoff mit einem Anteil Biodiesel gemäß der europäischen Norm EN 590. Sie definiert die Eigenschaften von Dieselkraftstoffen und gilt in allen Ländern der EU sowie in Island, Norwegen und der Schweiz. Entsprechend dieser Norm wird fossilem Diesel ein prozentualer Anteil Biodiesel beigemischt. Derzeit beträgt er 7 % und soll im Jahr 2020 auf 10 % ansteigen. In der Praxis unterscheidet sich der Treibstoff kaum von rein fossilen Diesel, sofern er rasch verbraucht wird.

Diesel aus Erdöl kann nur wenig Wasser aufnehmen. Kommt es zu einer Vermischung, setzt sich das dichtere Wasser unter dem Diesel ab. Dazwischen gibt es eine dünne Grenzschicht. Dagegen enthält Biodiesel bereits einen relativ hohen Anteil Wasser und kann noch wesentlich mehr aufnehmen, der sich nicht absetzt, sondern eine Emulsion aus Wasser und dem Kraftstoff bildet. In einem Gemisch aus Biodiesel und fossilem Diesel verteilt sich ein Teil des Wassers gleichmäßig als feine Tröpfchen. Bei längeren Standzeiten in Tanks begünstigt dies das Wachstum von Mikroorganismen im Kraftstoff mit Bildung eines Bioschlamms

Dieselkraftstoff ohne Bioanteil

Fahrzeuge mit langen Nutzungspausen und geringem Treibstoffverbrauch sollten vorzugsweise Diesel ohne Bioanteil tanken. Laut Auskunft der Pressestellen von Aral und Shell gilt dies für Aral Ultimate Diesel oder Shell V-Power Diesel. Allerdings sollte man solche Angaben kritisch bewerten, denn was Biodiesel gemäß den aktuellen Spezifikationen ist, steht auf Listen, die bestimmte Sorten dazu erklären. Ob der Kraftstoff in den Premiumsorten rein aus fossilen Rohstoffen hergestellt wurde, steht auf einem anderen Blatt.

Die Kraftstoffanbieter müssen gesetzliche Auflagen über die Beimengung von Biodiesel erfüllen. Normaler Dieselkraftstoff enthält nach der gegenwärtigen gesetzlichen Quote einen durchschnittlichen Anteil von 7 % Biodiesel. Deswegen sind die Premiumkaftstoffe ohne Bioanteil teurer. Die Beigabe eines wirksames Biozid in der vorgeschriebenen Dosis ist auch bei Aral Ultimate und Shell V-Power empfehlenswert.

Alternativ gibt es einen neuen synthetischen Dieselkraftstoff: C.A.R.E Diesel


Index:
- Dieselkraftstoff
- C.A.R.E. Diesel - NEXBTL
- Motorausfall durch kontaminierten Dieselkraftstoff
- Tankreinigung bei Dieselpest
Prävention: Kontrolle, Biozide