Biokraftstoffe für die Zukunft

Neue Vorschriften werden folgen, die sich mit übergeordneten Zielen wie Net Zero Carbon befassen, sowie schrittweise Aktualisierungen, die den Wandel im Laufe der Zeit vorantreiben. Im Vereinigten Königreich wurden beispielsweise Maßnahmen ergriffen, um den Einsatz von „rotem“ Offroad-Dieselkraftstoff (der für hohe NOx- und PM10-Emissionen verantwortlich ist) in mehreren Sektoren, darunter im Baugewerbe.1

Diese Änderungen bieten Unternehmen die Gelegenheit, ihre Kraftstoffauswahl genauer zu prüfen und zu überlegen, mit welchen Optionen sie sowohl die Vorschriften einhalten als auch kosteneffizient bleiben können. In diesem Artikel untersuchen wir die saubereren Verbrennungsalternativen, die ihre Aufmerksamkeit auf sich ziehen, wobei der Schwerpunkt auf flüssigen Biokraftstoffen liegt.

Derzeit sind Biokraftstoffe wie Bioethanol für Benzinmotoren und Biodiesel für Dieselmotoren die am häufigsten verwendeten Kraftstoffalternativen. Sie können als Bestandteil von Standardkraftstoffen verwendet werden und machen in der Regel zwischen 5 und 30% des Gesamtvolumens aus (abhängig von den gesetzlichen Anforderungen), oder sie können sogar als alleiniger Kraftstoff verwendet werden.

Bioethanol kann in seiner Alkoholform verwendet werden, die aus fermentiertem Zucker oder Stärke gewonnen wird. Es kann auch in ETBE (Ethyl-Tert-Butyl-Ether) umgewandelt werden, was im Vergleich zu Ethanol seine Verbrennungsfähigkeit verbessert und die Kompatibilität mit Rohrleitungen und Motoren verbessert.

Biodiesel besteht dagegen aus Fettsäureestern, die durch Reaktion von pflanzlichem oder tierischem Fett mit einem Alkohol gewonnen werden, um Eigenschaften zu erzielen, die denen von Diesel nahe kommen. Es ist auch möglich, solche Öle und Fette mit Wasser zu behandeln, um hydrobehandeltes Pflanzenöl (HVO) zu erhalten, eine alternative Kraftstofflösung, die die Anforderungen der Verpflichtung zu erneuerbaren Transportkraftstoffen (RTFO) vollständig erfüllt und daher zu 100% als Direktbrennstoff verwendet werden kann.2

Drei Generationen von Innovationen

Biokraftstoffe der ersten Generation werden aus essbaren Rohstoffen wie Rote Beete, Mais, Weizen und Zuckerrohr für Bioethanol oder Raps, Sonnenblumen hergestellt. Soja und Palme für Biodiesel. Der Nachteil dieser essbaren Rohstoffe ist, dass sie auch für die Lebensmittelversorgung benötigt werden. Diese Sorge hat zur Entwicklung von Biokraftstoffen der zweiten Generation aus nicht essbaren Rohstoffen wie lignozellulosehaltiger Biomasse und Ernterückständen geführt.

In jüngerer Zeit haben wir die Einführung von Biokraftstoffen der dritten Generation erlebt. Diese können aus Algen hergestellt werden — Mikroorganismen, die Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid durch Photosynthese in Energie umwandeln.

Einer der großen Vorteile von Algen ist, dass sie einen geringen Input benötigen, um einen Produktionsertrag von über 30-mal mehr Energie pro Hektar zu erzielen, als dies mit Biokraftstoffpflanzen der zweiten Generation möglich ist. Ganz zu schweigen davon, dass Lebensmittelverschwendung derzeit im Rampenlicht steht. Sie haben vielleicht den ein oder anderen Blogbeitrag über die Umwandlung von gebrauchtem Chipfett in hydrobehandeltes Pflanzenöl (HVO) gelesen, aber bis jetzt wird die Suche nach einer zuverlässigen, konsistenten Quelle für ethisch unbedenkliche Rohstoffe fortgesetzt.

Jede Kraftstoffalternative hat ihre eigenen, einzigartigen Eigenschaften, die es zu bewältigen gilt. Bioethanol kann beispielsweise durch Verdünnung mit Bioethanol während des Motorbetriebs das Motoröl verunreinigen. Dadurch wird die Fähigkeit des Öls beeinträchtigt, den Motor vor hoher Reibung, Verschleiß, Korrosion und Schlamm zu schützen, was wiederum zum Ausfall des Motors führen kann. Darüber hinaus verändert die Zugabe von Bioethanol zum Benzin dessen Eigenschaften, was zur Korrosion der Kraftstoffeinspritzdüse und der elektrischen Kraftstoffpumpe oder zu Problemen beim Starten des Motors bei kaltem Wetter führt.3

Biodiesel kann unterdessen dazu führen, dass der Kraftstofffilter verstopft und interne und externe Ablagerungen auf der Einspritzdüse hinterlassen, was ebenfalls zu Kaltstartproblemen führt. Zum Glück gibt es inzwischen zahlreiche Motoröl- und Kraftstoffadditivlösungen auf dem Markt, die darauf ausgelegt sind, diese Auswirkungen zu mildern.

Wo liegen jetzt die Wachstumschancen von Biokraftstoffen? Wenn es um Bioethanol geht, behält Brasilien seine Position als globale Quelle für Zuckerrohrrohstoffe, während China und Indien zwei wichtige Wachstumsmärkte sind, auf die Experten in naher Zukunft achten werden.4 Unterdessen wird die Ausweitung der HVO-Produktion in Singapur und den Vereinigten Staaten voraussichtlich für mehr als die Hälfte des prognostizierten Anstiegs der Biodieselproduktion verantwortlich sein.5

Andere sauberere Brennstoffe, auf die Sie achten sollten, sind:

• Liquefied Natural Gas (LNG), , das für Anwendungen im Automobiltransport bekannt ist und jetzt an Bedeutung gewinnt in Branchen wie der Schifffahrt — sein Schwefelgehalt von 0% entspricht voll und ganz der 2020 von der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) eingeführten Schwefelobergrenze. 7

• Wasserstoff gilt ebenfalls als sauberer Kraftstoff, da er bei der Verbrennung Wasser, aber kein CO2 abgibt. Daher eignet es sich sowohl für Verbrennungsmotoren als auch für Brennstoffzellen, die in Elektrofahrzeugen verwendet werden. Die Herausforderung besteht darin, es zugänglich zu halten. Deshalb suchen Innovatoren sowohl nach Möglichkeiten, die Speicherung in Fahrzeugen zu ermöglichen, als auch darüber nachzudenken, wie ein geeignetes Tanknetz entwickelt werden kann.

1. https://www.gov.uk/government/publications/reform-of-red-diesel-entitlements/reform-of-red-diesel-and-other-rebated-fuels-entitlement2. https://www.ifpenergiesnouvelles.com/issues-and-foresight/decoding-keys/renewable-energies/what-future-biofuels3

.

Food Technol Biotechnol. September 2018; 56 (3): 289—311 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC62330104. https://www.iea.org/reports/renewables-2020/transport-biofuels5 .

Ebd.

6. https://www.imo.org/en/MediaCentre/HotTopics/Pages/Sulphur-2020.aspx