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Steuerbegünstigung Biokraft- und Bioheizstoffe
Anlage 2
Eigenschaften von bioethanolhaltigen
Kraftstoffen
Ottokraftstoffe mit einem Ethanolgehalt von mehr als
5 Vol.-Prozent werden schon seit Jahren in Brasilien, den
USA und in Schweden in dafuer ausgelegten Kraftfahrzeugen
eingesetzt. Auch auf EU-Ebene sind bereits Normungsaktivitaeten
für Kraftstoffe mit hoeherem Bioethanolanteil
angelaufen.
Gerade bei der Beimischung von kleinen Bioethanolmengen
(bis max. 5 Vol.-Prozent) treten Probleme auf, die
nachfolgend beschrieben werden.
Dampfdruck
Bei der Zugabe von Bioethanol zum Ottokraftstoff erfolgt
der Dampfdruckanstieg bei sehr kleinen Alkoholkonzentrationen
rasch und bleibt dann über einen längeren Konzentrationsbereich
nahezu konstant (so genannte Dampfdruckanomalie).
Wird Ethanol einem Ottokraftstoff beigemischt, ergibt
sich ein höherer Dampfdruck als für die ideale Mischung
zweier Flüssigkeiten zu erwarten waere. Obwohl der
Dampfdruck des Ethanols unter dem des Ottokraftstoffes
liegt, kann der Dampfdruck der Mischung groesser als der
des verwendeten Ottokraftstoffes sein. Dieser Effekt ist
am grössten bei niedrigen Ethanolkonzentrationen und
schwaecht sich bei höher werdenden ab. Der Dampfdruckanstieg
ist auf eine Wechselwirkung zwischen den
Kohlenwasserstoff- und den Ethanolmolekuelen zurueckzufuehren
(Aufbrechen der Wasserstoffbrueckenbindung zwischen
den Alkoholmolekuelen).
Eine unzulaessige Dampfdruckerhoehung kann bei bestimmten
Fahrzustaenden (Mittelgebirgslagen im Hochsommer)
Ursache für Fahrstoerungen (Stottern des Motors
bis hin zum Stillstand aufgrund von Dampfblasenbildung
in der Kraftstoffzuleitung) sein; insbesondere Kraftfahrzeuge
mit verbrauchsarmen, direkteinspritzenden Ottomotoren
sind davon betroffen. Daneben kann es zu Problemen
bei der Einhaltung der Verdunstungsemissionen
aus dem Kraftstofftank und Kraftstoffleitungen kommen.
Aus diesem Grund wurde mit der europaeischen Kraftstoffnorm
EN 228 der Dampfdruck im Ottokraftstoff auf
einen Hoechstwert von 60 kPa begrenzt.
Um die durch die EN 228 vorgegebene Dampfdruckspezifikation
auch in diesen Faellen garantieren zu können, ist
die Absenkung des Dampfdruckes des bioethanolhaltigen
Ottokraftstoffes durch Beimischung dampfdrucksenkender
Kraftstoffzusaetze (Additive) und/oder durch Herausnahme
von dampfdruckerhoehenden Bezinkomponenten
erforderlich. Zudem kann durch die Auslieferung von
bioethanolhaltigem Ottokraftstoff mit einer sortenreinen
Logistik (Tanks, Abgabensysteme) zur Vermeidung von
Vermischungen von ethanolhaltigen und rein fossilen
Kraftstoffen in der Versorgungskette bis zu den Tankstellen
die Dampfdruckvorhaltung vermindert werden.
Verhalten gegenüber Wasser
Ethanol ist mit Wasser mischbar. Wird einem Ottokraftstoff
Bioethanol zugemischt, so veraendert sich sein Verhalten
gegenüber Wasser. ueberschreitet die Wassermenge
einen Grenzwert, der insbesondere vom Alkoholgehalt
und der Temperatur abhaengig ist und mit fallender Temperatur
sinkt, kann es zu einer Trennung in eine obere
Kohlenwasserstoff-Alkohol- und in eine untere Alkohol-
Wasser-Phase kommen. Diese untere Phase ist nicht für
den Betrieb von Motoren geeignet. Durch die Phasentrennung
wird der Mischung Alkohol entzogen, was die Produkteigenschaft
aendert. Dampfdruck und Oktanzahl sind
dabei besonders betroffen.
Wegen der Gefahr der Phasentrennung ist es beim Transport
und der Verteilung alkoholhaltiger Ottokraftstoffe
wichtig, das gesamte System wasserfrei zu halten. Das ist
bei entsprechenden Vorsichts- und Kontrollmassnahmen
möglich.
Ausblick
Aufgrund der aufgezeigten technischen Probleme bei der
Zumischung von Bioethanol zu Ottokraftstoff ist bislang
noch kein grossflaechiger Einsatz in der Praxis erfolgt. Neben
den Aktivitaeten eines unabhaengigen Anbieters in Berlin
läuft derzeit (November 2004 bis Mai 2005) ein Feldversuch
mit ethanolhaltigem Normalottokraftstoff im
Raum Nordostdeutschland an 76 Tankstellen unter Beteiligung
der fuehrenden Mineralölunternehmen. Ziel ist es,
die technischen und logistischen Probleme in den Griff zu
bekommen, um ab Herbst/Winter 2005 Bioethanol direkt
in den Ottokraftstoff mischen zu können.
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