rotherbach

Bioethanol - Der Versuch einer wissenschaftlichen Analyse

[Rotherbach]

I. Einleitung

Bioethanol ist derzeit in aller Munde. Die Politik vertritt die Meinung Bioethanol sei ein wichtiger Beitrag zum Klima- und damit automatisch auch zum Umweltschutz. Die Autohersteller, Automobilclubs und Verbände warnen dagegen Gebetsmühlenhaft vor großen Risiken und sehr hohen Kosten, welche auf den Autofahrer zukommen. Doch stellt sich mit Einschränkungen die Frage, wem kann oder muss man auf dieser Seite Recht geben bzw. kann man überhaupt einer Seite Recht geben?

Dieser Artikel wird daher mit wissenschaftlichen Methoden versuchen dieser und einigen sich daraus ableitender Fragen auf den Grund zu gehen.

II. Was ist Bioethanol überhaupt?

Der Begriff Bioethanol ist ein künstlich geschaffener Begriff, welcher hauptsächlich geschaffen wurde, um die biogene Quelle des Ethanols im Kraftstoff zu verdeutlichen. Im Allgemeinen wird unter Bioethanol derzeit Ethanol verstanden, welches nicht synthetisch aus fossilen Energieträgern dargestellt wurde, sondern aus nachwachsenden regenerativen Rohstoffen, welche im Wesentlichen als CropEnergies bezeichnet werden. Für Europäer erstaunlich ist, dass die ersten Ansätze für diesen Trend aus den USA stammen, welche bereits nach dem Ölschock in den 70er Jahren begangen Ethanol aus regenerativen Quellen als Kraftstoff steuerlich zu fördern. Bereits 1973 wurde die Produktion von Ethanol aus anfangs Mais und später Getreide gefördert und 1978 wurden Krafstoffe mit 10% Ethanolbeimischung aus heimischer Produktion (heute als E10 bezeichnet!) unter dem Namen „Gasohol“ von Verbrauchssteuern im Energy Tax Act befreit. Es ist also im Prinzip zu erkennen, das Ethanol als Kraftstoff nicht nur eine historische Marotte, sondern auch im großen Masstab einen alten Hut darstellen. Neben den USA ist auch Brasilien ein Markt, welcher bereits sehr früh Ethanol beimischte und in welchem bereits frühzeitig Fahrzeuge gefördert wurden, welche mit höheren Ethanolgemischen betriebssicher waren. Doch auch die EU ist beileibe kein Ethanol-Neuland mehr. Bereits 1980 wurde seitens der EU eine Beimischung von 5% Ethanol zur Klopffestigkeitserhöhung anstelle von Bleiadditiven gestattet. Jedoch erst im Jahr 2003 schreibt die EU vor, dass dieses Ethanol aus biologischen Quellen zu stammen habe.

III. Ethanol – die große Unbekannte ?

Vielfach liest man in den aktuellen Medien etwas über die unbekannten Risiken, welche durch Ethanol in Kraftstoffen verursacht werden können. Von zerfressenen Schläuchen, korrodierten Motoren, verklebten Düsen und sich auflösenden Tanks ist da zu lesen. Doch ist Ethanol wirklich dermaßen gefährlich?

Stellen wir zuerst mal klar, was ist Ethanol eigentlich. Bei Ethanol handelt es sich um einen sogenannten Alkanalkohol, welcher aus einer Ethylgruppe (abgeleitet von Ethan) und einer Hydroxylfunktion (Alkoholfunktionalität) besteht. Die Eigenschaften von Ethanol sind aus chemischer und physikalischer Sicht wie folgt zusammenzufassen :

Ethanol ist eine farblose, leicht flüchtige und entzündliche stechend riechende Flüssigkeit. Ethanol weist einen Siedepunkt von 78°C auf und ist in beliebigen Mischungen mit Wasser mischbar. Da Ethanol ein Nervengift ist und auf niedere Organismen toxisch wirkt, ist es in der Wassergefährdungsklasse I eingestuft.

Neben diesen physikalischen Eigenschaften weist Ethanol noch eine Reihe weiterer chemischer Eigenschaften auf, welche für eine spätere Betrachtung notwendig sind. Zum ersten sind dies die Säure und Basen Eigenschaften von Ethanol. Die Hydroxylgruppe (-OH) ist in beschränktem Maße in der Lage das Proton abzugeben und das Ethanolat-Anion zu bilden. Diese Reaktion ist in wässrigen Medien im Allgemeinen nicht möglich, da Wasser im Vergleich zu Ethanol die stärkere Säure darstellt. Der zweite wichtige Faktor sind die Lösungseigenschaften des Ethanols. Viele organische Moleküle können durch Ethanol gelöst werden und so ausgewaschen oder transportiert werden, diese Eigenschaft macht man sich z.B. bei Medikamenten häufig zu Nutze.

IV. Risiken von Ethanol als Kraftstoff

Ethanol weist aufgrund seiner chemischen Eigenschaften einige Risiken als Kraftstoff auf. Dies kann aufgrund der wissenschaftlichen Literatur einfach vorausgesagt werden. Doch welche Risiken sind real vorhanden und welche sind akut oder nur latent nennenswert? Dies ist zum Ersten mal von der Menge des Ethanols im Kraftstoff abhängig. Bei der Nutzung eher niedriger Ethanolgemische sind einige Risiken eher zu vernachlässigen, als bei der Nutzung sehr hoher Ethanolmischungen oder gar einer reinen Ethanolnutzung.

Korrosionsrisiken

Korrosionsrisiken können an zwei Stellen auftreten. Zum einen ist die Mischbarkeit von Ethanol mit Wasser ein Problemfeld, welches auftritt, wenn sehr hohe Ethanolanteile getankt werden. Mit dem Ethanolanteil steigt auch der Wasseranteil, welcher transportiert werden kann an. Dies transportiert Wasser in Bereiche des Fahrzeuges, wo dieses normalerweise nicht hinkommen würde, da Wasser im Allgemeinen nicht mit Benzin mischbar ist. An solchen Stellen könnte es durch die Ausbildung von wässrigen Lokalelementen z.B. zur Korrosion von Tanks oder Leitungen durch Redoxreaktionen kommen, besonders gefährdet erscheinen hierbei Bereiche an denen unterschiedliche Materialien Aufeinanderstoßen. Bei Fahrzeugen die werksseitig für den Betrieb mit hohen Ethanolgehalten konzipiert sind, wird zu diesem Zweck ein elektrischer Korrosionsschutz verbaut. Bei der Nutzung des zukünftig vorgeschriebenen E10 Kraftstoffes ist dieser Faktor jedoch im Wesentlichen auszuschließen. Der Gesamtwasseranteil des Kraftstoffes wird durch 10% Ethanol im Gesamtvolumen nicht dramatisch erhöht. Die Korrosionseffekte durch eintransportiertes Wasser können also als vernachlässigbar gering betrachtet werden.

Ein weiteres Korrosionspotential bietet die Säure-Base-Reaktivität des Ethanols mit unedlen Metallen wie z.B. Magnesium und Aluminium. Beides sind heutzutage geschätzte Werkstoffe im Fahrzeug, sowie im Motorenbau und kommen an vielen Stellen im Fahrzeug zum Einsatz und dabei auch in Kontakt mit dem verwendeten Kraftstoff. Beide Metalle sind in der Lage unter Wasserstofffreisetzung mit dem Ethanol zum jeweiligen Metall-Ethanolat zu reagieren. Die Reaktionsprodukte dieser Reaktion sind zum Teil im Kraftstoff löslich und werden so abtransportiert („scheinbares Auflösen des Bauteiles“) oder verändern Ihre Materialeigenschaften erheblich, so dass die Betriebssicherheit nicht mehr gegeben ist. Da dieser Prozess nach chemischer Normierung thermodynamisch sinnvoll ist, findet dieser Prozess auch grundlegend immer statt. Trotzdem bedeutet dies, wie uns die Geschichte ja zeigt, bei weitem nicht dass sich ein Aluminiummotor sofort auflöst. Dies liegt an den Eigenschaften des Aluminiums, welches sich bei Kontakt mit Luft und Wasser sofort selbst passiviert und mit einer Schicht aus Aluminiumoxid überzieht. Dies stellt zwar keinen absoluten Korrosionsschutz dar, verlangsamt aber jegliche chemische Reaktion zwischen Aluminium im Motor und dem im Kraftstoff befindlichen Ethanol. Ohne entsprechenden Antrieb oder eine mechanische Beschädigung ist die Materialverträglichkeit zwischen einem ethanolhaltigen Kraftstoff sehr langsam. In der Physik und Chemie bezeichnet man eine Reaktion unter diesen Vorraussetzungen als „thermodynamisch favorisiert“ aber „kinetisch gehemmt“. Das heißt praktisch, diese Reaktion wird ablaufen, aber sie wird dafür eine sehr lange Zeit benötigen, solange die Kinetik nicht durch einen anderen Faktor verändert wird.

Für einen solchen Faktor gibt es auch einen praktischen Fall. Viele Fahrzeuge verschiedener Hersteller, welche eine Benzindirekteinspritzung verbaut haben und eine Hochdruckpumpe von Bosch verbaut haben, erhalten aus diesem Grund keine Freigabe für den kommenden E10 Kraftstoff. Durch die hohen Drücke wird die Reaktivität von Ethanol stark gesteigert, so dass die Kinetik der Reaktion beschleunigt wird. Bei diesen Pumpen konnte Bosch Korrosionserscheinungen an Aluminiumverschraubungen feststellen. Durch den dort vorherrschenden hohen Druck ist diese Erscheinung aber nicht zu verallgemeinern.

Das Risiko von Korrosion an Aluminiumteilen im Motor ist also nicht so groß wie oftmals dargestellt. Die Passivierung des Aluminiums dürfte im Normalfall für einen ausreichenden Schutz vor Korrosion sorgen. Diese Aussage ist jedoch nur für den kommenden E10 Kraftstoff gut abzuschätzen, bei sehr hohen Ethanolgehalten können weitere Effekte auftreten.

Die Gefahr von „Korrosion“ von Kunststoff- und Gummiteilen beruht meist auf Unverträglichkeiten zwischen dem Kunststoff oder Bestandteilen des Werkstoffes und dem Ethanol. Bei einigen Kunststoffen kann Ethanol sich zwischen die Polymerketten schieben und diese „Auflockern“. Dieser Prozess würde dazu führen, dass Ethanol austreten könnte bzw. die Dichtung durchdringen bzw. verformen könnte. Bei Polymeren mit geringer kovalenter Vernetzung können auch einzelne Polymere herausgelöst werden. Das Werkstück würde sich auflösen. Die Wahrscheinlichkeit, dass solch ein Kunststoff in einem Auto verbaut ist, ist jedoch vergleichsweise gering, weil ein solcher Kunststoff oft auch nicht gegen andere Kraftstoffbestandteile resistent wäre. Als wesentlicher Punkt erscheint hier die Fähigkeit von Ethanol zu sein, spezielle Weichmacher und Stabilisatoren aus dem Kunststoff herauszulösen und so die Materialeigenschaften des Werkstückes zu verändern. Ein solches Kunststoffteil würde z.B. seine Flexibilität verlieren und es bestünde das Risiko z.B. eines Bruchs oder Risses. An dieser Stelle sind zwei Faktoren zu beachten. Der Erste ist ebenfalls wieder die Frage der Kinetik. Ein solcher Prozess läuft in den meisten Fällen nicht sofort ab, sondern über eine lange Zeit. Der Zweite ist die Produktion. Diese Schläuche werden von Zulieferern gefertigt, welche oftmals nicht nur für Autohersteller tätig sind, sondern die auch andere Unternehmen mit Ihren Produkten beliefern. Daher bestehen an dieser Stelle zumindest bei der Verwendung von E10 Kraftstoffen gute Chancen, dass die meisten Kunststoffe auch an dieser Stelle eine ausreichend gute Resistenz mitbringen.

Besteht also ein Korrosionrisiko? Die Frage ist grundsätzlich mit Ja zu beantworten. Einschränkend ist hierbei aber anzumerken, dass diese Prozesse bei den meisten Fahrzeugen eine lange Zeit benötigen werden. In vielen Fällen wird das Fahrzeug eher vom Verschleiß geplagt sein, als von Ethanolkorrosion durch einen E10 Kraftstoff.

Risiken eines Motorschadens

Auch dies wird von vielen E10 Gegnern stark propagiert, daher versuche Ich auch dies zu beleuchten. Eines der Probleme von Ethanol als Kraftstoff ist, dass es für die „stöchiometrische Verbrennung“ eine andere Mischung von Kraftstoff und Luft benötigt, als Benzin. Der Grund dafür ist, dass Ethanol selbst bereits Sauerstoff enthält und als Molekül wesentlich kleiner ist. Sofern ein Fahrzeug die Einspritzmengen nicht entsprechend erhöhen kann, weil Einspritzdüse oder Einspritzzeiten zu klein sind, dann kann es zu einer mageren Verbrennung kommen, welche wesentlich heißer abläuft, als die stöchiometrische Verbrennung. Diese hohen Temperaturen können den Brennraum, die Zündkerze und/oder die Ventile schädigen bzw. zerstören. Bei der Verwendung von E10 als Kraftstoff ist dies jedoch nur bei sehr wenigen Fahrzeugen zu befürchten, da fast alle Fahrzeuge einen entsprechenden Regelbereich haben müssten. Bei älteren Fahrzeugen mit Vergasern oder mechanisch geregelten Einspritzanlagen bestünde eventuell eine Gefahr bei einer grundlegend bereits mager gewählten Einstellung. Hier würde aber ein leichtes Anfetten des Gemisches durch eine Werkstatt mit Abgastester bereits schnell und einfach Abhilfe schaffen.

Ein weiteres Risiko stellt die hohe Zündtemperatur von Ethanol im Vergleich zu Benzin dar. Die Zündtemperatur von Ethanol beträgt rund 425°C, wogegen die Zündtemperatur von Benzin zwischen 200 und 300°C liegt. Ein höherer Anteil an Ethanol steigert also die Verbrennungstemperatur im Motor. Entscheidend für die Haltbarkeit eines Motors ist die Temperatur direkt bei Zündung an der Zündkerze, sowie die Temperatur des Abgases, wenn es das Auslassventil passiert. Sowohl ein Abschmelzen der Zündelektrode, wie auch eine Beschädigung des Auslassventils können teure Reparaturen nach sich ziehen. Im Fall der Zündkerze kann mittels einer speziellen Messkerze die Temperatur ermittelt werden und auf diese Weise eine entsprechende Zündkerze mit passendem Wärmewert ausgewählt werden. Bei den Auslassventilen kann z.B. auf besser gekühlte Ventile (z.B. Natriumgefüllt) zurückgegriffen werden. Dies ist aber ebenfalls im Wesentlichen bei Fahrzeugen sinnvoll, welche hohe Ethanolgemische verwenden. Bei der Verwendung von E10 Kraftstoffen kann der Veränderung der Temperaturen durch den Zusatz anderer Kraftstoffbestandteile in gewissem Bereich gegen gesteuert werden, außerdem fällt sie in diesem Fall auch nicht so drastisch aus, wie im Fall von reinem Ethanol. Die Mehrzahl der PKWs in gutem technischem Zustand müsste mit diesem Problem daher leicht fertig werden.

Direkt im Anschluss an diesen Punkt folgt der Abgaskatalysator zur Entgiftung der Abgase. Dieser muss zwar zu seiner korrekten Funktion eine gewisse Temperatur erreichen, darf aber im Gegenzug auch nicht zu heiß werden, da er durch zu hohe Hitzeentwicklung irreparabel beschädigt werden kann. Auch an dieser Stelle gilt, ein Problem das in der Mehrzahl bei hohen Ethanolgehalten auftreten wird und im Fall von E10 Kraftstoffen eher ein Randproblem von Fahrzeugen darstellen wird, die bereits jetzt Probleme mit der thermischen Haltbarkeit Ihrer Katalysatoren aufweisen.

Fazit:

Das Risiko bei der Verwendung von E10 Kraftstoffen ist tendenziell gering. Dieser Argumentation folgten in den letzten Tagen und Wochen auch Toyota, Mercedes, BMW, Peugeot und Mitsubishi, welche für einen Großteil Ihres Fahrzeugbestandes weit reichende Freigaben für E10 Kraftstoffe erteilten. Als Ausnahme seien hier aber ausdrücklich nochmals die Benzindirekteinspritzer genannt, für welche diese Freigaben nicht erteilt wurden.

V. Freigaben

Der Begriff der Freigabe ist bei PKW ein juristischer Fall. Erklärt der Hersteller sein Produkt zur Benutzung mit z.B. einem E10 Kraftstoff frei, bedeutet dies, dass er eine gewisse Gewähr für die Betriebssicherheit seines Produktes erteilt. Dies entspricht jedoch nicht Garantie- oder Gewährleistungsansprüchen, sondern zielt eher auf Rückrufe und Produkthaftung ab. Eine fehlende Freigabe eines PKWs zur Nutzung von E10 Kraftstoffen bedeutet daher nicht, dass das Fahrzeug technisch dafür nicht geeignet ist, sondern zuerst nur einmal, das der Hersteller dafür keinerlei Haftung übernehmen will. Dies kann jedoch auch aufgrund einer technischen Unverträglichkeit erfolgen (Vergleiche Benzindirekteinspritzer).

Als Fahrer eines Fahrzeuges kann man daher nur folgendes machen:

1.) Sich beim Hersteller des eigenen Fahrzeuges schriftlich erkundigen, ob das Fahrzeug für den Betrieb mit E10 freigegeben ist oder nicht. Bei einer positiven Antwort sollte man dieses Schreiben aufbewahren.

2.) Bei der Nichterteilung der Freigabe auf den Bestandskraftstoff Super Plus umsteigen, bei allen damit verbundenen Kostensteigerungen. Dies empfiehlt sich insbesondere, wenn auf das Fahrzeug noch Garantie- oder Gewährleistungsansprüche bestehen. Diese würden bei Fahrzeugteilen die mit Kraftstoff in Kontakt kommen bei der Verwendung von nicht freigegebenem Kraftstoff sofort erlöschen.

3.) Wer weder eine Freigabe erhalten hat, noch Garantieansprüche oder ähnliches hat, kann auf EIGENE GEFAHR selbstverständlich E10 tanken. In diesem Fall besteht aber das Risiko dass es Defekte gibt. Dieses Risiko ist in den meisten Fällen zwar tendenziell als gering einzustufen, aber da es bislang keinerlei statistischen Untersuchungen zu diesem Thema gibt, fraglos vorhanden.

Eine Auflistung bekannter Freigaben erfolgt hier nicht, da sich einzelne Freigaben in den letzten Wochen teils widersprochen haben.

VI. Umweltverträglichkeit von Bioethanol

Die abschließende Frage bleibt also zum Schluss, ist Bioethanol wirklich Klima- und Umweltverträglich?! Der Faktor der Klimaverträglichkeit wurde lange durch Studien durch die EU untersucht. Durch die Verwendung von biogenen Kraftstoffen kann diesen Studien zufolge der Netto-CO2-Ausstoss von Fahrzeugen um 10g je gefahrenem km gesenkt werden, rechnerisch wäre bei einem E100 Kraftstoff eine Reduktion um 17% netto erzielbar. Dies geht jedoch von einer allgemein positiven Energiebilanz bei der Produktion aus. Eine solche Energiebilanz kann in der industriellen Produktion aktuell bereits ohne weiteres erreicht werden. Die bei weitem beste Energiebilanz weist hierbei die Produktion von Bioethanol aus Zuckerrohr auf, die schlechteste bislang ermittelte wurde für Mais festgestellt.

Der wichtigste Faktor ist an dieser Stelle daher die Produktion des Bioethanols. Die Produktion beginnt naturgemäß beim Anbau der benötigten Pflanzen, welche die für die Produktion notwendigen Kohlenhydrate („Zucker“, von der Pflanze mittels Photosynthese formal aus Wasser und Kohlenstoffdioxid hergestellt) liefern. Für diesen Zweck ist landwirtschaftliche Nutzfläche notwendig, für die Umweltverträglichkeit des Endproduktes ist also die Art und Weise der Landnahme, sowie die Art und Weise der Bewirtschaftung von entscheidender Bedeutung. Es kann sicherlich nicht im Sinne einer ökologischen, sowie soziologisch positiven Grundausrichtung sein, wenn zur Gewinnung von Bioethanol Raubbau an der Natur und den Lebensräumen von Menschen betrieben wird. Auswüchse in diese Richtung müssen grundsätzlich durch die Gesetzgebung unterbunden werden, wenn der Begriff Bioethanol nicht in sich selbst verballhornt werden soll, und das Vertrauen des Konsumenten noch weiter geschädigt werden soll. Ideal erscheint hier eine Förderung kleiner Betriebe in Zusammenarbeit mit Forschenden auf aller Welt, welche bereits heute eine Vielzahl an alten und neuen (Kultur-) Pflanzen präsentiert haben, welche sich durch Genügsamkeit, Robustheit, geringen Flächen- und Wasserbedarf auszeichnen und zusätzlich auch die Ernährungslage in wenig entwickelten Bereichen verbessern könnten (z.B. Rutenhirse, Miscanthus u.A.). Neben diesen Belastungen müssen auch Belastungen für Düngemittel, Schädlingsbekämpfung sowie Ernte und Transport berücksichtigt werden.

Die folgenden Schritte in der Bioethanolproduktion sind hingegen sehr einfach und im Vergleich zum Konkurrenzprodukt Benzin eher als umweltschonend einzustufen. Nach der Ernte muss das Pflanzenmaterial durch mahlen, häckseln oder andere mechanische Verfahren aufgeschlossen werden, so dass durch warmes Wasser oder Wasserdampf die im Pflanzenmaterial enthaltenen Kohlenhydrate gelöst werden können. Werden z.B. stark cellulosehaltige Pflanzen verwendet, so muss zuerst die Cellulose durch entweder chemische Behandlung und/oder Enzymzugabe (Cellulasen, Xylanasen, Glucosidasen) aufgeschlossen werden. Die daraus entstehenden Lösungen unterschiedlicher C6 und C5 Zuckern (Zahlen geben die Anzahl der Kohlenstoffe im Zucker an) können anschließend durch Zusatz von Mikroorganismen (in der Regel Hefen) fermentiert werden. Bei dieser Fermentation entstehen CO2 und Ethanol, sowie Wärme. Bei der Verwendung herkömmlicher Hefen ist eine Kühlung notwendig, damit die Ethanolproduktion nicht zum erliegen kommt. Ihr Ende findet die Fermentation bei herkömmlichen Hefen in der Regel zwischen 12 und 15% Vol. Alkohol. Es gibt jedoch durch Zuchtselektion oder gezielter genetischer Manipulation mittlerweile Hefen, welche auch bei 50°C noch sehr gute Fermentationseigenschaften zeigen (Kühlung entfällt hier), sowie solche welche bis zu 25% Vol. Ethanol produzieren können. Der Einsatz dieser Hefen würde die Effizienz der Bioethanolproduktion z.T. erheblich steigern. Im Anschluss an die Fermentation des Zuckers folgt die Auftrennung mittels Destillation bei milden Temperaturen und zu einer Reinheit von ca. 95%, durch chemische Trocknung kann dieses Produkt zu einer Reinheit von 99.95% gebracht werden.

Bisherige Untersuchungen zeigten, dass neben genügsamen Pflanzen und die Verwertung von cellulosehaltigen Pflanzenabfällen Bioethanol aus Zuckerrohr die beste Ökobilanz aufweisen kann. Sowohl der technische wie auch energetische Aufwand um Bioethanol für die Kraftstoffproduktion zu gewinnen ist hier vergleichsweise niedrig. Am Aufwändigsten ist die Produktion von Ethanol aus Mais. Hier liegt die „Einsparung“ an Energie lediglich 15% im Vergleich zu Benzin, wenn sehr moderne Verfahren verwendet werden, bei der Verwendung von Cellulose (z.B. Holz) ist eine Einsparung von 20% errechnet worden. Derzeit liegen industriell geführte Anlagen, welche in Brasilien und Mexiko Ethanol aus Zuckerrohr und den Abfällen der Zuckerindustrie produzieren bei ca. 35%, Pilotanlagen welche z.B. die verbesserten Hefen und Enzyme verwenden konnten bereits Werte bis zu 50% erreichen.

Damit Bioethanol also ein sinnvoller Kraftstoffbestandteil sein kann und keine neuen ökologischen und soziologischen Probleme hervorbringt, muss also seitens des Gesetzgebers eine klare Richtlinie herausgegeben werden. Bioethanol darf nur dann als Kraftstoff verwendet werden, wenn er nachhaltig produziert wird und es zu keinen unnötig großen Eingriffen in die lokale Umwelt kommt (z.B. Installation großer Monokulturen), da die daraus resultierenden Effekte durch die positiven Folgen des Kraftstoffes nicht kompensiert werden können. Weiterhin muss der Gesetzgeber die Nutzung heimischer Bioabfälle fordern und entsprechend fördern, die Eigenproduktionsquote muss so hoch liegen, dass sämtliche vorhandenen Anlagen ausgelastet sind und der Bau weiterer Anlagen attraktiv ist. Eine solche Förderung gäbe auch neue Impulse für die deutsche und die europäische Zuckerindustrie, welche derzeit durch die EU noch durch Importzölle vor der billigeren ausländischen Konkurrenz geschützt wird. Bei der Förderung von Projekten in Entwicklungsländern bzw. in agrarisch geprägten Regionen muss großer Wert darauf gelegt werden, dass neben der wirtschaftlichen Produktion des Bioethanols auch soziale Entwicklungen möglich sind und durch geschickte Pflanzenwahl auch bisher nur ungünstig zu nutzende Flächen genutzt werden können, damit es vermieden werden kann empfindlichen Ökosystemen zu schaden. Weiterhin muss der Gesetzgeber an dieser Stelle gewährleisten, dass eine lokal benötigte Nahrungsmittelproduktion nicht durch den Anbau von „Energiepflanzen“ verdrängt wird.

Eine nachhaltig betriebene Bioethanolproduktion bietet Chancen und keine Risiken. Risiken gehen lediglich von Tendenzen des Raubkapitalismus aus, diesen Fakt muss der Gesetzgeber beachten und nach seinen Möglichkeiten verhindern. Es darf nicht zu großflächigen Umweltschäden im Namen des Umweltschutzes kommen, im speziellen da dies nicht notwendig ist.

Quellen

Schmer et al.; PNAS, 105/2, 2008, p464-469

J.Becker et al; AEM, 69/7, 2003, p4144-4150

Wiberg, Wiberg, Holleman; Lehrbuch d. anorganischen Chemie, Verlag Gruyter, 101. Auflage, 1995

Atkins; Physikalische Chemie, Wiley-VCH Verlag, 2. Aufl., 2002

www.wikipedia.de

wichtiger Hinweis

Dieser Artikel dient alleine der Information und erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Der Autor gibt keine Gewähr oder Garantie darauf, dass der Betrieb mit einem E10 oder größer Kraftstoff bei jedem Fahrzeug problemlos funktioniert. Er weisst abermals ausdrücklich daraufhin dass Betriebsrisiken bestehen und das lediglich eine Freigabe des Fahrzeugherstellers eine bindende Aussage darstellt.

[Fensterheber10225]

ein klasse artikel !

[Druckluftschrauber2011]

Zwar viel Text aber es hat sich (wie erwartet) gelohnt zu lesen. Wieder ist man etwas schlauer geworden

Ich schließe mich also Harry an!

[Achsmanschette51801]

Dem Harry kann ich mich oft nur anschließen - wie auch heute.

@ Rotherbach: Sehr schön und vor allem sachlich geschrieben - was heutzutage bei dem emotionalen Trara um E10 nicht ganz einfach ist.

[Batterietester135235]

Top!

Endlich mal ein Vernüftig recherchierter Ethanolartikel!

Allerdings wundern mich die Verbrennungstemperaturangaben?

Die Praxis sieht so aus das beide Kraftstoffe problemlos 1000°C Verbrennungstemperatur erreichen.

Und es bisher so aussieht als verbrennt Ethanol unter sämtlichen Bedingungen nicht so heiß wie Benzin, bzw. im extremfall minimal heißer.

Zumindestens für den Kat kann hier bei korrektem Gemischverhältnis sicher endwarnung gegeben werden.

Kurze Anmerkung zum Aluminium,

Wie schon von dir korrekt erwähnt ist dieser Prozess sehr langsam, zudem wird er bei alu-legierungen meist noch verlangsamt.

Effekt ist also: Es vergehen viele Jahre bis auswirkungen an Spritführenden Teilen zu erkennen sind.

Das "Alu-Block"-Risiko sehe ich noch geringer, denn rein technisch kommen grade einmal die Einlassventile wirklich mit dem Ethanol in kontakt.

sobald das Ethanol im Brennraum ist Zündet es quasi auch schon und hat faktisch keinen kontakt zum Motorblock.

Ich bin gespannt ob es bei mir irgendwann zu Problemen mit dem "stoff" kommt...

Gruß

Benny

[kat2]

"Für Europäer erstaunlich ist, dass die ersten Ansätze für diesen Trend aus den USA stammen, welche bereits nach dem Ölschock in den 70er Jahren begangen Ethanol aus regenerativen Quellen als Kraftstoff steuerlich zu fördern."

Von wem stammt denn diese Weisheit?

"Bioethanol" gab es in Deutschland schon vor dem 2. Weltkrieg als Kraftstoffkomponente (bis zu E25). Das sollte man mal nicht vergessen!

[Rotherbach]

Hi,

Sorry - hab deinen Kommentar nicht bemerkt, weil ich längere Zeit nicht hier reingeschaut habe.

Der Unterschied ist - in den USA ist E5, E10 und EX seit den 70er Jahren flächendeckend verfügbar und wird auch in größer Menge durch den Verbraucher genutzt. Das führt dann dazu - das europäische Hersteller, die Fahrzeuge in den USA vertrieben, für die dorthin gelieferten Modelle Freigaben geben können, für Fahrzeuge die nur in Europa vertrieben wurden hingegen nicht (weil man ja keinen Zwang hatte, dies zum Schutz vor Garantiefällen zu testen).

In D ist die Nutzung nicht Flächendeckend gewesen und für die Normung war es auch nicht mehr in den Mengen relevant. Betrachtet man dazu die Materialien und die Stückzahl der Fahrzeuge zu der damaligen Zeit taugt das nicht unbedingt mehr für seriöse Rückschlüsse auf die heutige Zeit.

Oder?

Grüße

[Hacki81]

Zitat:

Der Unterschied ist - in den USA ist E5, E10 und EX seit den 70er Jahren flächendeckend verfügbar und wird auch in größer Menge durch den Verbraucher genutzt. Das führt dann dazu - das europäische Hersteller, die Fahrzeuge in den USA vertrieben, für die dorthin gelieferten Modelle Freigaben geben können, für Fahrzeuge die nur in Europa vertrieben wurden hingegen nicht (weil man ja keinen Zwang hatte, dies zum Schutz vor Garantiefällen zu testen).

Dann müssten die amis doch eigentlich wissen, ob bei langfristiger nutzung von ethanolkraftstoffen korrosionsschäden an aluminium zu erwarten ist, oder?

Wie dem auch sei - top artikel!

[anschiii]

Das mit den Brennraumtemp. kann ich nicht unkommentiert stehen lassen.

ich kenne einige, die Turbo 300PS aufwärts mittlerweile ausschliesslich mit E85 fahren, und zwar wegen der geringeren Temperaturen!

So liegt die Abgsatemperatur im Schnitt 50° unter der von Benzin beim gleichen Motor.

Diese Motoren sind natürlich möglichst optimal angepasst mit Kennfeld, Einspritzventilen und Zündung

Ich fahre jetzt selbst so einen seit gut 2 jahren; auf Benzin eingetragen mit 220PS, mit E85 über 250!

Seine Temperaturen jagt man wohl in erster Linie hoch mit einem nicht angepassten, sprich zu mager laufendem Fahrzeug.

Mit Lambda 80-84 gefahren gibt es nichts besseres

LG Anja

PS: der Mehrverbrauch in Litern hält sich mit 20, max.25% in Grenzen. Bei den E85 Preis spare ich unter dem Strich noch deutlich

PS2: geändert wurde am Motor nur größere Einspritzventile, eine andere Kraftstoffpumpe mit höherem Duchsatz. Alles andere blieb, bis auf die Kennfelder natürlich

[Achsmanschette51801]

Die Kennfelder sind meistens ja das "Problem". Die Kisten werden auf Werkskonfiguration gelassen und einfach E85 getankt. Daß das nach hinten losgeht, ist relativ logisch.

[Rotherbach]

Moin,

Ja die Amerikaner wissen des Mir ist kein US Fahrzeug bekannt - das E10 inkompatibel wäre. Selbst Fahrzeuge die dafür nicht gebaut wurden werden im Allgemeinen als unproblematisch angesehen. Einzelfälle die abweichen mag es geben - sind aber eher exotisch. Die US Aufsicht für Highways und PKWs geht in einer recht aktuellen Studie sogar davon aus - das E10 für kein gängiges Fahrzeug ein Problem wäre und eine Vielzahl an Fahrzeugen problemfrei mit E20 betrieben werden könne. Ich habe die Studie aber bisher nicht gelesen.

@Anschii - der Grund ist aber ein anderer. Nicht die VERBRENNUNGSTEMPERATUREN sind entscheidend - sondern (!) die Ansaugtemperatur. Ethanol kühlt beim Verdampfen das angesaugte Gemisch stärker als Benzin, so dass mehr Kraftstoff pro in den Zylinder gepressten Ansaugvolumen enthalten sind. Das ist quasi ein im Kraftstoff enthaltener zusätzlicher Ladeluftkühler. Daher die Mehrleistung und die Möglichkeit höhere Ladedrücke zu fahren. Mit den Verbrennungstemperaturen hat das nichts zu tun.

Gruß Kester

[chris230379]

Sehr guter Artikel,

vielen Dank.

} >Er hat verdeutlicht, dass es sehr geringe, aber doch vorhandene Risiken für Motoren gibt,

auch wenn unsere Motoren (BMW) für E10 freigegeben sind, werde ich es noch nicht tanken.

[Spannungsprüfer12361]

Die technischen Belange von E10 interessieren mich derzeit weniger.

Die Umweltverträglichkeit ist m. E. das größere Problem.

Für den Anbau der "Kraftstoffpflanzen" werden vermehrt die landwirtschaftlichen Flächen der Nahrungsproduktion genutzt, weniger Getriede angebaut und damit steigen die Preise für Getreide und Lebensmittel. Millionen von Menschen hungern bereits. Höhere Nahrungsmittelpreise verschlimmern die Situation noch.

Der Zuckerrohranbau in Übersee verdrängt ebenfalls die landwirtschaftlichen Flächen für den Nahrungsmittelabbau, dafür werden dann wieder Teile des Regenwaldes abgeholzt.

Ökologisch ebenfalls für mich nicht tragbar.

Aber wir sind ja weiiiiiiiiit weg von den vorgenannten Problemen oder?????

E10 ist für mich keine Alternative.

Für E10 gibt es auch andere Möglichkeiten, aber die Lobbyisten wissen dass schon zu verhindern.

Schade

[DH-Ontour]

..das beste, was ich zu diesem Thema bisher gelesen habe!

Viele Grüße, Herbert

[Achsmanschette28263]

Vielen Dank für deinen Artikel. Hat mir sehr geholfen.

mfG

Klaus

[Rostlöser9167]

Hallo,

erstmal Danke für die Aufklärungsarbeit mit Bioethanol.

Ich selbst fahre einen Corolla E10 Bj.95 1.3l 75PS. Ich habe vor einigen Jahren ein Ethanol Steuergerät eingebaut und fahre jetzt seit 60.000km E85 ohne Probleme. Bei 150.000km hatte ich den Zylinderkopf unten wegen Öl Austritt und konnte keine Beschädigungen feststellen hinsichtlich Ethanolkorrosion... Aktuell hat mein Corolla 185.000km auf der Uhr.

Ich denke die Vebraucher werden verunsichert weil den Ölkonzernen der Umsatz schwindet.

Außerdem fahren díe Leute in Brasilien/USA seit Jahrzehnten damit also kann es nicht sooo schlimm sein.

Gruß

Manuel

[Trennschleifer8253]

Sehr guter Artikel, gefällt mir

In den 70er oder 80er Jahren gab es in Deutschland schon Autos, welche mit Ethanol betrieben und von der Regierung beim Kauf

Subventioniert wurden. Wenn ich mich recht Erinnere, gab es ca 2-3 Jahre in Berlin-Halensee eine Tankstelle von ARAL, wo eine Zapfsäule für Ethanol war.

Also ist ETHANOl ein alter Hut

[Pingback]

Kommentiert auf: bits'n'pieces» Blogarchiv » E10-Sprit: wer lesen kann, ist klar im Vorteil

[Spannungsprüfer34126]

Ausgezeichneter Artikel - vielen Dank. Leider ist die Frage möglicher Langzeitschäden oder des vorzeitigen Verschleisses auch bei für E10 zugelassenen Pkw ja noch ungeklärt. Der BMW-Ingenieur, der diese Frage aufgebracht hatte, wurde ja - das ist nach der Berichterstattung in diversen Medien zu vermuten - zurückgepfiffen.

[Haribo0815]

Zum Thema Zündtemperatur -> http://de.wikipedia.org/wiki/Flammpunkt

Mit der Oktanzahl vom Benzin steigt diese auch. Siehe Isooktan etc.

Aber, diese Zündtemperatur ist unwichtig. Der Funke der Zündkerze erzeugt eine höhere Temperatur.

Die Freibrenngrenze liegt bei ca. 400°C. Und die muss möglichst schnell erreicht werden sonst gibt es keinen Funken mehr. Also gehen wir mal von 500-600°C aus.

Es kann gut möglich sein das Ethanol ansich heißer verbrennt (Brennverlauf etc.) jedoch gibt es dazu keine Aussagekräftigen Untersuchungen. Es gibt nur eine SAE Untersuchung in der eine höhere Leistung (höhere Füllung durch geringere Ansauglufttemperatur) und eine niedrigere Abgastemperatur gezeigt wurde.

[PS-Schnecke38028]

Also zunächst sei vorauseilend erklärt, dass ich betimmt kein "Panickel" bin. Zwar fahre ich ein altes Fahrzeug mit 17 Jahren Alter und 334.000 km auf der Uhr, aber das sei nur am Rande erwähnt.

Beruflich beschäftige ich mich jedoch schon über 10 Jahre sehr intensiv mit den gasförmigen Hinterlassenschaften von Verbrennungsmotoren.

Unsere Firma produziert Abgastestgeräte, wie sie in der periodischen Fahrzeugüberwachung eingesetzt werden (man sagt im Volksmund auch "TÜV" dazu).

Nun, es war vor ca. 10 Jahren das Land Brasilien im Fokus, es sollte eine Abgasuntersuchung eingeführt werden. Dumm: Hier wurde aus Mangel an Devisen Alkohol gefahren, der aus reichhaltig vorkommendem Zuckerrohr gewonnen wurde.

Brasilien war als Land ideal, kein echter Winter und immer Temperaturen über dem Gefrierpunkt.

Allerdings hat Alkohol einen ganz wesentlichen Nachteil gegnüber dem Erdölderivat "Benzin".

Es wird je nach Konzentration schon in der Rohmasse Wasser mitgeführt und bei der (vergleichsweise ineffezienten) Verbrennung wird bis zu 3x mehr Kondenswasser frei als bei dem Kraftstoff aus Erdöl.

Wird das Fahrzeug viel gefahren, kann das evtl. noch klappen, da das Wasser im Tank keine Zeit hat, Schäden zu verursachen. Wenn in der Kraftstoffaufbereitung jedoch schwarzer Stahl zum Einsatz kommt, wie z.B. in elektrischen Kraftstoffpumpen, meist als Rollen- oder Flügelzellenpumpen ausgeführt, wird es schon kritisch. Hier entsteht Rost und der legt die Pumpe nach ca. 1 Jahr lahm. Schneller geht es, wenn der Wagen nur wenig bewegt wird. Dann nämlich kann der Wasseranteil gemächlich die relevanten Teile befallen und noch weitläufiger Schäden hervorrufen. Aber auch im Motor geschieht einiges. Im Verbrennungstrakt streift immer gehörig Wasserdampf an den Kolbenringen vorbei ins Kurbelgehäuse. Erkennbar am Ölabscheider , der sich zunehmend mir Öl-Wasseremulsion zusetzt. Im Winter gefriert das dann, bis der Kurbelgehäusedruck nicht mehr entweichen kann und irgenein Schlauch zerbirst. Auch wird im Ölsumpf Wasser angelagert, das dort aufgrund seiner spezifischen Dichte unterhalb dem Öl liegen bleibt und den Ölstand kräftig ansteigen lässt, sowie die Ölwanne, den Metall-Ölfilter und den Ölpumpenrotor korrosiv angreift. Ölwechsel muss also zukünftig wie in der guten alten Zeit im Frühjahr und im Herbst stattfinden! Welch ein Fortschritt!

Und dann wären da noch die Wasseransammlungen im Auspufftrakt, welche auch diesem Bauteil ein schnelles Ende bescheren, vor Allem bei innerstädtischem Kurzstreckenbetrieb.

Man erkennt die E10-Tanker auch daran, dass sie sogar im Sommer nach dem Motorstart morgens kilometerweit teils gigantische Dampfwolken hinter sich herziehen, die dem nachfolgenden Verkehr die Sicht nimmt.

Sollte sich also das Motorengeräusch deutlich ändern, so würde ich in der Werkstatt meines Vertrauens mal nach dem Rechten sehen lassen.

Aber mal ehrlich: Unserer Regierung in Verbindung mit der Lobby der Autmobilherstller (inklusive dem mittlerweile meinungsmässig zugekauften ADAC) geht es im Kern höchstwahrscheinlich nur darum, dass die Fahrer alter Autos genervt von gigantischen Reparaturkosten sich baldmöglichst ein neues Auto kaufen. Es wird dann - wie in der guten alten Zeit - so sein, dass die Autos wieder nach spätestens 10 Jahren schrottreif oder zumindest unwirtschaftlich zum Weiterbetrieb erachtet werden.

Dieser erhöhte Wasseranteil im Kraftstoff und Abgas stand bei keinem Lastenheft keines Automobilentwicklers je auf der Agenda!!!

Also wird auch keiner der Automobilhersteller jemals eine schriftliche Garantie über die Beständigkeit seiner Produkte gegenüber E10 abgeben.

Bitte korrigieren Sie mich, falls Ihnen eine solche Garantie vorliegen sollte.

Die Schäden treten ja auch mit dermassenem Zeitversatz ein, dass niemand mehr an E10 als Ursache glauben mag bzw. in der Lage sein wird, den Beweis dafür anzutreten.

Alles ein ganz fauler Zauber!

Denkt an meine Worte...

[Dirk E.]

Youp, meinst Du nicht es reicht, wenn Du Deinen Quatsch in EINEM Thread postest? Mußt Du es auch noch wortgleich in allen zum Thema tun? Es wird dadurch nicht richtiger... ;-)

[PS-Schnecke38028]

Dirk E.

Wer bist Du, dass Du Dich über alle Massen mokiertst? Etwa Gott?

Ich habe meine Kenntnisse in Ausbildung und mittlerweile 30 Jahren Berufserfahrung gesammelt und benötige keine *Edit by Rotherbach: Beleidigung entfernt*

Ich kann für jede meiner Aussagen gerade stehen und sie belegen und herleiten.

OK, für Bild-Zeitungs-Schalgzeilenkonsumenten ohne Ahnung ist mein post nicht verfasst. Sorry, falls ich einfache Naturen dadurch überfordern sollte, das lag nicht in meiner Absicht.

Ich wende mich an Leser, die in der Lage sind, aufgrund gegebener Fähigkeit zu vernetzem Denken zu eigenen Einsichten zu gelangen.

Auch gebe ich zu, mich nicht auf mainstream-Regierungs-gläubigkeits-Linie zu befinden.

Das wäre auch langweilig, dann bräuchten wir keine Foren und blogs.

Also letztes Friedensangebot: Dies ist ein freies Land: Ich habe meine Meinung und vertrete Sie und Du als bekennender Demokrat, malst Deine Unflätigkeiten zu Hause auf den Badezimmerspiegel oder äusserst Dich in gesitteter Weise wie alle anderen hier auch.

Danke auch fürs Gespräch.

[Dirk E.]

Youp, es wäre einfach nur schön, wenn Du Deine großartigen "Erkenntnisse" nicht so plump mit "copy and paste" in allen Threads zum Thema verbreiten würdest, wenige Minuten nachdem Du Dich neu angemeldet hast! Das ist quasi Spam und ganz schlechter Stil in so einem Forum. Ein Schelm wer Böses dabei denkt... ;-)

Viel mitgelesen hast Du vorher offensichtlich auch nicht, sonst würdest Du Dich ja mal konkret auf etwas bisher Geschriebenes beziehen oder mir nicht so komische Sachen unterstellen. Sieht also alles nach einem Troll aus. Insofern bist Du jetzt der erste auf meiner Ignore-Liste. ;-) Man muß ja nicht alles lesen, was hier mancher an geistigen Ergüssen abläßt. (Kannst Du umgekehrt gerne genauso machen.)

[PS-Schnecke38028]

Hallo Dirk E.

Du willst mir also das Forum erklären, finde ich echt nett von Dir!

Habe verstanden, also so ist das, Leute, die nicht das schreiben was ich lesen will sind also zu ignoerieren?

Komischer Stil, zeugt nicht gerade von ausreichendem Selbstbewusstsein....

Leute, die mir nicht den Mund reden, soll ich Deiner Meinung nach also lächerlich machen.

Und weil es mir selbst an Fachkenntnissen mangelt, wische ich die posts, die ich nicht kapiere mit mit coooool wirkenden Kraftausdrücken weg?

Na ja, so habe ich mich damals mit 16 auch mal verhalten...

War aber gottseidank recht schnell über diese - nach aussen etwas peinliche Phase meiner persönlichen Entwicklung hinweg.

Ich habe mitgelesen und das was ich schreibe sehen andere Vorposter ja in Nuancen ganz ähnlich.

Also so ein Sonderling bin ich nicht.

Auch wenn ich meinen post in mehrere Threads kopiert habe, so ist mein Name nicht Freiherr zu Guttenberg, der Text ist von mir, kannst ruhig googeln, ok?

Alles was ich suche sind Leute, die mit mir fachlich diskutiern wollen!!!

Gibt es sowas hier nicht?

Ist das Einzige worum es hier geht der Stil und nicht der Inhalt???

Schade, dann bin ich hier wohl im falschen Film, will ich Euch mal nicht länger von Euren wichtigen Stilbetrachtungen abhalten.

So long

[norske]

Zitat:

Original geschrieben von YOUP-das Original

[…]

Man erkennt die E10-Tanker auch daran, dass sie sogar im Sommer nach dem Motorstart morgens kilometerweit teils gigantische Dampfwolken hinter sich herziehen, die dem nachfolgenden Verkehr die Sicht nimmt.

[…]

So einen Blödsinn habe ich ja noch nie gelesen. Wie viel Wasser sollen denn bitte die ? 10% Ethanol binden, dass derartige Nebelschwaden entstehen? Solche Aussagen tragen bestimmt nicht zur Glaubwürdigkeit Deiner Beiträge bei.

Zitat:

Original geschrieben von YOUP-das Original

[…]

Auch wenn ich meinen post in mehrere Threads kopiert habe

[…]

Das nennt man auch Crossposting und ist ein Verstoß gegen die Nutzungsbedingungen.

Zitat:

Original geschrieben von YOUP-das Original

[…]

Alles was ich suche sind Leute, die mit mir fachlich diskutiern wollen!!!

[…]

Wer sollte das denn wollen, so wie Du hier aufgeschlagen bist?

Zitat:

Original geschrieben von YOUP-das Original

[…]

Schade, dann bin ich hier wohl im falschen Film, will ich Euch mal nicht länger von Euren wichtigen Stilbetrachtungen abhalten.

[…]

Schade, dass Du offenbar nicht begreifst, dass Umgangsformen (= Stil) und Inhalte bei einer vernünftig geführten Diskussion zusammen gehören. In diesem Blog lief die Diskussion in vernünftigen Bahnen, bis Du hier aufgekreuzt bist – vielleicht denkst Du gelegentlich einmal darüber nach.

Abschließend noch meinen aufrichtigen Dank, dass Du hier nicht mehr Stellung nehmen wirst. Es wird Dich wohl keiner vermissen.

Norske

[PS-Schnecke38028]

Danke Norske,

weiss nicht, warum hier gleich alle so angefressen sind, entspann Dich.

Die Dampfschwaden sind meine eigenen Beobachtungen bei E10 fans, die Kurzstrecken fahren, das ist kein Flachs, sondern Werkstattalltag!

So etwas will natürlich kein ADAC, Autobauer, Ölmulti lesen...

Nun, die Meinungen über die Qualität und den Inhalt meiner posts halten sich pro und contra in etwa die Waage.

Mit Deiner Meinung kann ich übrigens leben und ich respektiere sie.

Du hast wenigstens eine eigene Meinung!