Biodiesel soll vor allem zum Klimaschutz einen Beitrag leisten. Denn pflanzliche Biokraftstoffe setzen im Idealfall nur so viel Kohlendioxid frei, wie die Pflanzen vorher gespeichert haben und sind somit klimaneutral. Doch der Biokraftstoff hat auch seine Schattenseiten: Werden für seine Produktion Energiepflanzen wie Raps oder Soja angebaut, drohen Monokulturen und eine Konkurrenz zu Nahrungspflanzen. Biodiesel aus pflanzlichen Abfällen wie Holzspänen oder aber aus Mikroalgen könnte jedoch durchaus dabei helfen, im Verkehrsbereich von den fossilen Brennstoffen wegzukommen.
In der EU wird herkömmlichem Diesel bereits sieben Prozent Biodiesel beigemischt. Bis 2020 soll dieser Anteil auf zehn Prozent steigen. Allerdings: Komplett auf Biodiesel umzustellen, ist bislang schwierig. Denn der Biodiesel hat einen höheren Siedepunkt als der aus Mineralöl gewonnene. Dadurch verdampft Biodiesel nur unvollständig und lagert sich auf Motorteilen ab. Dies macht ihn als alleinigen Kraftstoff ungeeignet. Einspritzpumpen, Dichtungen und Schläuche müssten anders konstruiert sein.
Biodiesel umgewandelt
Eine einfachere Lösung könnten nun jedoch Forscher um Lukas Gooßen von der Ruhr-Universität Bochum gefunden haben: Sie verändern nicht den Motor, sondern den Biodiesel. Dafür haben sie ein Verfahren entwickelt, mit dem sie aus konventionellem Biodiesel einen Petrodiesel-ähnlichen Kraftstoff herstellen. Dieser kann dann unverdünnt in modernen Dieselmotoren zum Einsatz kommen.
Chemisch gesehen besteht Biodiesel aus langkettigen Kohlenwasserstoff-Verbindungen, sogenannten Fettsäuremethylestern. „Wir überführen ein Gemisch aus Pflanzenfettestern und Bioethylen, eine weitere chemische Verbindung, fast ohne Energiezufuhr in einen Kraftstoff“, erklärt Gooßen. Das Besondere an der neuen Technik: „Wir kombinieren hierbei zwei katalytische Verfahren, mit denen wir die langkettigen Fettsäureester des Biodiesels in eine Mischung aus Verbindungen mit kürzeren Ketten umwandeln“, erläutert der Forscher.
Geltende Dieselnormen erfüllt
Dadurch ändern sich unter anderem die Zünd- und Verbrennungseigenschaften des Biodiesels. So setzt der Verbrennungsprozess schon bei geringeren Temperaturen ein. „Wir können unseren Biodiesel so an die geltenden Normen für Petrodiesel anpassen“, sagt Gooßen. Das neue Biodiesel-Gemisch erfüllt die strikte Norm (EN 590) für moderne Dieselmotoren. Dass solche Motoren den Diesel tatsächlich verbrennen können, ohne Schaden zu erleiden, haben die Forscher mit einem Modell-Dieselauto bereits getestet.
Darüber hinaus ist der Prozess relativ umweltschonend: Es werden weder Lösungsmittel benötigt, noch entstehen Abfallprodukte, wie die Wissenschaftler erklären. Zudem reicht für die Katalyse eine Temperatur von rund 60 Grad – das senkt auch den Energiebedarf. „Diese Technologie könnte ein entscheidender Durchbruch bei der Erhöhung des Anteils nachhaltiger Rohstoffe im Dieselkraftstoff sei“, konstatieren die Forscher. Bis es allerdings soweit ist, muss der Prozess noch optimiert und für den Einsatz in großem Maßstab weiterentwickelt werden.
Quelle: Technische Universität Kaiserslautern, Fachartikel : Science Advances, doi: 10.1126/sciadv.1602624
