Bioethanol
Bioethanol ist der weltweit bedeutendste Biokraftstoff, der hierzulande Ottokraftstoffen beigemischt wird. Im Super-oder Super Plus-Kraftstoff beträgt sein Anteil maximal 5% - daher auch die Bezeichnung E5. Seit 2011 ist an deutschen Tankstellen eine Zapfsäule für Super E10 reserviert. E10 ist ein Gemisch aus des Kraftsoffen Super Plus und Ethanol. Der Ethanolanteil beträgt maximal 10%. Ottokraftstoffe mit höheren Ethanolanteilen, wie z.B. E85 spielen derzeit nur eine untergeordnete Rolle.
Der heimische Ethanolabsatz liegt bei 1,1 Mio. t, von denen etwa die Hälfte in Deutschland produziert wird. Motiviert durch die vorgeschriebene Biokraftstoffe- bzw. Treibhausgas-Quote mischt die Mineralölwirtschaft Ethanol dem Ottokraftstoff direkt in der Raffinerie in Form von E100 oder Ethyl-Tertiär-Butyl-Ether (ETBE) bei. Mit einem Anteil von über 20 Prozent ist Ethanol eine wichtige Säule der erneuerbaren Mobilität Deutschlands.
Steckbrief Ethanol-Kraftstoff
| Rohstoffe | Getreide, Zuckerrüben, Mais |
|---|---|
| Jahresertrag je Hektar | 2.800 l/ha* (zuzüglich 2,2 t Futtermittel) |
| Kraftstoff-Äquivalent | 1 l Ethanol ersetzt ca. 0,66 l Ottokraftstoff |
| THG-Emissionen | 44 g CO2-Äq/MJ* (Vergleichskraftstoff Benzin: 83,8 g CO2 Äq/MJ), THG-Reduktion: 48 % |
| Technische Hinweise | E10= Ethanolanteil bis zu 10 Vol.-% (Freigabe beachten) |
* Für Ethanol aus Weizen.
** Standardwerte für THG-Emissionen nach EU-RL 2009/28EG.
Rohstoffe
Ethanol wird durch Vergärung von in Pflanzen enthaltenen Zuckern gewonnen. Grundsätzlich eignen sich zucker-, stärke- und cellulosehaltige Pflanzen. Dabei kommen in Deutschland vor allem Weizen, Roggen und Zuckerrüben in Betracht. Für die Produktion von einem Liter Ethanol sind etwa 2,5 kg Getreide erforderlich, gleichzeitig entsteht ein Kilogramm Proteinfutter als Nebenprodukt.
In Deutschland wird deutlich mehr Ethanol abgesetzt als hergestellt. Die Lücke schließen überwiegend europäische Importe. In den USA und im europäischen Ausland wird Ethanol vor allem aus Mais hergestellt, Brasilien setzt auf die Vergärung von Zucker aus Zuckerrohr. Mit der Entwicklung geeigneter enzymatischer Verfahren können auch Holz, andere Energiepflanzen und Stroh vergoren werden.
Herstellung
Als Ausgangsstoff dient der in den Pflanzen enthaltene Zucker, der durch Hefepilze und Enzyme zu Ethanol vergoren wird. Die Vergärung wird auch als Fermentation bezeichnet. Bei stärkehaltigen Pflanzen wird die Stärke, ebenfalls mit Hilfe von Enzymen, zunächst in Zucker umgewandelt.
Gleiches gilt für zellulosehaltige Pflanzen. Bei der Vergärung entsteht als Nebenprodukt in großer Menge die so genannte Schlempe, die als Futtermittel oder Substrat für die Biogasherstellung dienen kann.
Kraftstoffeigenschaften und -qualität
Ethanol besitzt Eigenschaften, die die Qualität von Otto-Kraftstoffen verbessern. So weist der Alkohol eine höhere Oktanzahl auf als herkömmliche Otto-Kraftstoffe.
Die Oktanzahl kennzeichnet die Klopffestigkeit des Kraftstoffs; als "Klopfen" werden unkontrollierte Verpuffungen bezeichnet, die den Motor mechanisch und thermisch stark belasten. Eine hohe Oktanzahl steht für einen klopffesten Kraftstoff, der mit hohem Wirkungsgrad verbrannt wird und so das Leistungspotenzial des Motors bestmöglich ausreizt.
Auf der anderen Seite hat Ethanol einen um ein Drittel niedrigeren Energiegehalt als Ottokraftstoff, ein Liter Ethanol ersetzt also nur etwa 0,66 Liter Benzin. Ethanol als beigemischte Komponente erhöht außerdem den Dampfdruck des Kraftstoffs. Dem muss insbesondere im Sommer mit geeigneten Maßnahmen entgegengewirkt werden.