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1 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Verwendung von Biokraftstoffen Motoranpassung – Kraftstoffstandards - Kontrollsysteme Die Produktionsentwicklung.

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Präsentation zum Thema: "1 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Verwendung von Biokraftstoffen Motoranpassung – Kraftstoffstandards - Kontrollsysteme Die Produktionsentwicklung."—  Präsentation transkript:

1 1 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Verwendung von Biokraftstoffen Motoranpassung – Kraftstoffstandards - Kontrollsysteme Die Produktionsentwicklung der Bioenergie Eine deutsch - litauische Konferenz am 4. Oktober 2007 in Kaunas Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. (PPM) Dr. Hans-Gerd Brandt Berliner Chaussee 66 D Magdeburg Phone: Fax: Mobil: URL: (Biokraftstoffe)www.ppm-magdeburg.dewww.narossa.de

2 2 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe allgemein Biokraftstoffe allgemein Biodiesel Biodiesel Pflanzenöl Pflanzenöl

3 3 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe allgemein Biokraftstoffe allgemein Biodiesel Pflanzenöl

4 4 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biodiesel Bioethanol Pflanzenöl- kraftstoff BtL Biogas B 100 B 5 20/30 % ETBE Produktion E 50/E 85 E 5 (E 10) O 2 -Diesel Biodiesel als Ethylester 100 % (25-30 %) Mischungen mit Benzin Mischungen mit Diesel Mischungen mit Erdgas 100 % Diesel oder Benzin 100 % (BMELV, 2006) Biokraftstoffe der 1. und 2. Generation Bio- und Solarwasserstoff mit Brennstoffzelle Biokraftstoffe der 3. Generation

5 5 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Eigenschaften von Biokraftstoffen Es gibt Diesel- und Ottokraftstoff ersetzende Biokraftstoffe. Nicht immer können sie ohne Umrüstung des Motors eingesetzt werden.

6 6 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biokraftstoffe im Vergleich Biokraftstoffe der 2. Generation haben eine höhere Flächeneffektivität. Sie sind aber bisher noch nicht wirtschaftlich herstellbar.

7 7 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Herstellung und Verwendung von Biokraftstoffen der 1.Generation DIN EN 15376

8 8 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biokraftstoffmarkt

9 9 Inhalt Biokraftstoffe allgemein Biodiesel Biodiesel Pflanzenöl

10 10 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Entwicklung des Biodiesels in Deutschland ca. 5 Mio. Tonnen Biodiesel-Produktionskapazität erreicht 2007 ca. 5 Mio. Tonnen. Beimischungspflicht Beimischungspflicht lt. Biokraftstoff- Quotengesetz deckt nur ca. 1,5 Mio. Tonnen ab. Rest muss als Reinkraftstoff abgesetzt werden. Teilbesteuerung Teilbesteuerung verteuert den Biodiesel und führt zum Absatz- einbruch und zu Kapazitätsstillegungen. ca Tankstellen Biodieselverkauf erfolgt an ca Tankstellen, in der Regel keine Markentankstellen sondern Freie Tankstellen. normgerechter steuer- und quotenbegünstigt. Nur normgerechter Biodiesel ist steuer- und quotenbegünstigt.

11 11 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biodieselmarkt in Deutschland Einsatzmöglichkeiten: Beimischung (Blend) als B5 (Serienfahrzeuge) Reinkraftstoff (B100) (Freigabe oder Umrüstung)

12 12 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biodieseltauglichkeit der Fahrzeuge

13 13 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Beispiel für Freigaben

14 14 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Freigabebedingungen Vorgaben Mit der Freigabe werden durch den Hersteller Vorgaben festge- schrieben, die zur Wahrung des Garantieanspruchs eingehalten werden müssen. Das sind: Häufigkeit der Ölwechselintervalle Einhaltung der Kraftstoffqualität nach DIN Inspektionsintervalle und andere Vorgaben Rapsmethylester (RME), Die Freigaben der Fahrzeughersteller beziehen sich in der Regel direkt auf die alleinige Verwendung von Rapsmethylester (RME), nicht auf den Einsatz aller der DIN EN entsprechenden Fettsäuremethylester (FAME).

15 15 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. biodieseltauglicher Kraftstoffleitungen und Dichtungen Bei Fahrzeugen, die nicht vom Hersteller für Biodiesel freigegeben sind, ist der Einbau biodieseltauglicher Kraftstoffleitungen und Dichtungen erforderlich. EURO IV-Abgasnorm Zur Einhaltung der EURO IV-Abgasnorm ist der Einbau eines Biodieselsensors erforderlich. Kraftstoffqualität und Ölwechselintervall Auch nach einer Umrüstung sind die Vorgaben hinsichtlich Kraftstoffqualität und Ölwechselintervall einzuhalten. Fachwerkstatt Die Umrüstung sollte in einer Fachwerkstatt erfolgen Umrüstung bei nicht freigegebenen Motoren

16 16 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biodieselnorm (FAME) DIN EN Grenzwerte

17 17 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Qualitätsmanagement Biodiesel Ziel: Sicherstellung der Mindestqualitätsansprüche entsprechend den Parametern der Europäischen Biodieselnorm DIN EN Sicherstellung der Biodieselversorgung für Großverbraucher und Tankstellen mit Qualitätsbiodiesel Präsentation des Qualitätsproduktes Biodiesel zur Vertrauensbildung bei Verbrauchern und Fahrzeugherstellern Das Qualitätsmanagement beinhaltet: Produzenten Handelsorganisationen und –unternehmen Transport und Lagerung Kontrollen: Qualitätskontrollen auf allen Ebenen (repräsentative Stichproben) Kontrolle der Lager- und Transporttanks Dokumentation der Produktion und des Transportes von der Biodieselproduktionsstätte bis zur Tankstelle 5stufiges Kontrollsystem Durch die Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel e.V. (AGQM) wird ein 5stufiges Kontrollsystem bundesweit angewandt, das die Biodieselqualität vom Hersteller bis zur Tankstelle überwacht. Auf Antrag wird den Tankstellen von der AGQM ein Kontrollzeichen verliehen. Angebracht neben dem DIN- Aufkleber an der Zapfsäule wird dem Kunden so angezeigt, dass nur gütegesicherte Ware bezogen und angeboten wird.

18 18 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Qualitätssicherung bei Biodiesel (RME) Komponenten des Qalitäts-Management-Systems (QMS) Stufe Betriebl. QM- Konzept Unange- meldete Produkt- kontrolle QS- Audit Ring- versuche Weiter- bildung für QS- und Labor- mitarbeiter Fachinfor- mation zum Umgang mit dem Produkt Marken- lizenz- vertrag Herstellung Zwischen- lagerung Handel/ Transport Tankstelle (Bockey, ufop 2005)

19 19 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Qualitätssicherung bei Biodiesel (RME) Kennzeichnung von Biodiesel bei Lizenzvergabe

20 20 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe allgemein Biodiesel Pflanzenöl Pflanzenöl

21 21 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Eigenschaften von Pflanzenöle Eigenschaften der Pflanzenöle unterscheiden sich stark vom Diesel Rapsöl unter deutschen Bedingungen am besten geeignet Einspritzverhalten KälteverhaltenOxydationsstabilität

22 22 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. höherer Flammpunkt höherer Flammpunkt als Diesel (deshalb frittierfähig!) Probleme bei der Nutzung reinen Pflanzenöls Technische Maßnahmen Erwärmung Erwärmung von Motor und Leitungssystem Kraftstoffqualität Kraftstoffqualität variiert, anders als beim DIN-Diesel höhere Viskosität höhere Viskosität (d.h. niedrigere Fließfähigkeit) Kraftstoffleitungen Anpassung der Kraftstoffleitungen Filterstufen Integration zusätzlicher Filterstufen elektronischen Steuerung Anpassung der elektronischen Steuerung Einspritztechnik ggf. Anpassung der Einspritztechnik BedienelementeRelais Bedienelemente und Relais Pflanzenölstandards Einhaltung des Pflanzenölstandards Technische Umrüstmaßnahmen (Elsbett, 2006)

23 23 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Umrüstung auf Pflanzenöl Pflanzenölnutzung in Ein- und Zweitanksystemen: Kraftstoffe in verschiedenen Betriebszuständen (nach Wichmann 2005) Bei der Umrüstung auf Pflanzenölbetrieb wird von den Umrüst- firmen an verschiedenen Stellen in den Motor bzw. das Kraft- stoffsystem eingegriffen. Garantie ? Betriebserlaubnis ?

24 24 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Normung von Rapsölkraftstoffen RK-Qualitätsstandart 05/2000 DIN E (06/2005) NormungsversucheKompromiss Norm gilt nur für Rapsöl und nur für umgerüstete Motoren. Nur normgerechtes Rapsöl ist steuer- und quotenbegünstigt.

25 25 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Beschreibung der Kennwerte der DIN V (06/2005) Eigenschaft/InhaltsstoffEinheitGrenzwert min.Grenzwert max. Dichte (15 °C)kg/m³ Kinematische Viskosität (40 °C)mm²/s36 Flammpunkt (nach Pensky-Martens)°C220 HeizwertkJ/kg Zündwilligkeit (Cetanzahl) Prüfbedingungen werden erarbeitet Kälteverhalten Prüfverfahren wird evaluiert Koksrückstand (nach Conradson)Masse-%0,4 Iodzahlg/100g95125 Schwefelgehaltmg/kg10 für Rapsöl charakteristische Eigenschaften

26 26 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Eigenschaft/InhaltsstoffEinheitmin.max.Rapsöl Raffinat Rapsöl Kalt gepresst Gesamtverschmutzungmg/kg24511 NeutralitätszahlMg HOH/g2,00,231,5 Oxidationsstabilitäth69,16,5 Phosphor-Gehaltmg/kg122,08,0 Summe Magnesium- und Calcium- Gehalt mg/kg< 201,415,0 AschegehaltMasse-%0,01 WassergehaltMasse-%0,0750,0390,062 Hassel u.a variable Eigenschaften (große motor-technische Relevanz) Beschreibung der Kennwerte der DIN V (06/2005)

27 27 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Beeinflussung der Kennwerte (Hassel 2005) Einflussfaktoren auf die Rapsölqualität

28 28 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Qualitätsmanagement zur Einhaltung der Normwerte in dezentralen Ölpressen

29 29 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Die Produktionsentwicklung der Bioenergie Eine deutsch - litauische Konferenz am 4. Oktober 2007 in Kaunas Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. (PPM) Dr. Hans-Gerd Brandt Berliner Chaussee 66 D Magdeburg Phone: Fax: Mobil: URL: (Biokraftstoffe)www.ppm-magdeburg.dewww.narossa.de

30 30 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe allgemein Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol Bioethanol Kraftstoffbesteuerung und Normung Biogas und BtL

31 31 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Bioethanol Bioethanol wird in Deutschland als Reinkraftstoff nicht angeboten, ist aber im Ottokraftstoff enthalten DirektbeimischungE5 als Direktbeimischung bis zu 5 Prozent (E5) zukünftig bis 10 Prozent (E10), ETBE als Ether (ETBE), ein Anti-Klopf-Additiv, der zur Hälfte aus Ethanol besteht, bis zu 15 Prozent E50 oder E85 oder in höheren Anteilen als E50 oder E85

32 32 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Flexible Fuel Vehicles (FFV) Ethanol wird in Deutschland bislang nur an ausgewählten Tankstellen angeboten. In Deutschland bieten derzeit Ford und Saab und künftig auch Volvo Flexible Fuel Vehicles (FFV) an. Ethanolkraftstoff in Deutschland E85- bzw. E50-Kraftstoff Bioethanol E85/E50

33 33 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Die FFV-Technologie Die FFV-Technologie unterscheidet sich nur geringfügig von der konventioneller Benzinfahrzeuge: härterem Stahl korrosionsbeständigen Materialien Ventile und Ventilsitze des FFV-Motors sind aus härterem Stahl. Außerdem bestehen alle kraftstoffführenden Teile und auch der Kraftstofftank selbst aus besonders korrosionsbeständigen Materialien. Motorsteuerung serienmäßige Tank Die Motorsteuerung erkennt das Benzin-Ethanol-Mischungsverhältnis und passt die Zündzeitpunkte automatisch daran an. Im Unterschied zu bivalenten Fahrzeugen mit ihren separaten Kraftstofftanks ist ein eigener Ethanoltank nicht erforderlich, es genügt der serienmäßige Tank. effektive Zylinderblock-Vorwärmung Eine effektive Zylinderblock-Vorwärmung stellt sicher, dass sich die FFV-Autos auch bei Temperaturen unter minus 15 Grad Celsius problemlos starten lassen. Ethanol hat schlechtere Kaltstarteigenschaften als Benzin. Nachrüst-Elektronik Die Umrüstung vorhandener Fahrzeuge auf Ethanol (E85) ist möglich. Nachrüst-Elektronik gibt es unter den verschiedensten Handelsnamen.

34 34 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V.

35 35 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Bioethanolnorm DIN EN )

36 36 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Die Produktionsentwicklung der Bioenergie Eine deutsch - litauische Konferenz am 4. Oktober 2007 in Kaunas Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. (PPM) Dr. Hans-Gerd Brandt Berliner Chaussee 66 D Magdeburg Phone: Fax: Mobil: URL: (Biokraftstoffe)www.ppm-magdeburg.dewww.narossa.de

37 37 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe (Generationen, Eigenschaften, Markt) Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol Kraftstoffbesteuerung und Normung Kraftstoffbesteuerung und Normung Biogas und BtL

38 38 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Energiesteuergesetz (EnergieStG) JahrBiodiesel B 100 Pflanzen- öl Ethanol E 85 Aug Steuerfrei bis ab Inkrafttreten: 1. August 2006 Regelung der Besteuerung für Reinkraftstoffe Energiesteuer auf reine Biokraftstoffe (Cent/l) Statt faktischer Steuerbefreiung eine stufenweise Erhöhung der Steuerbelastung unabhängig von einer Über- oder Unterkompensation. Bioethanol E 85 und die Biokraftstoffe der 2. Generation bleiben bis 2015 steuerfrei Bioethanol E 85 und die Biokraftstoffe der 2. Generation bleiben bis 2015 steuerfrei. 4

39 39 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Biokraftstoffquotengesetz (BioKraftQuG) JahrGesamt- Quote Diesel-QuoteBenzin-Quote ,4%1,2% ,0% 20096,25%Unterquote2,8% 20106,75%gilt auch für3,6% 20117,00%Folgejahre 20127,25%Unterquote 20137,50%gilt auch für 20147,75%Folgejahre 20158,00% Biokraftstoffquoten ab 2007 * * Quoten beziehen sich auf den Energiegehalt der Kraftstoffe Inkrafttreten: 1. Januar 2007 Mindest- bzw. Unterquoten für Diesel und Benzin sowie Gesamtquote ab 2009 Ordnungsrechtliche Verpflichtung Quote wird voll besteuert. Die Verpflichtung kann vertraglich auf Dritte übertragen werden. Bei Verstoß gegen die Quotenpflicht werden Sanktionen fällig (60ct/l bei Diesel und Gesamtquote und 90ct/l bei Benzin). Quoten gelten auch für Reinkraftstoffe. 5

40 40 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Definition der Biokraftstoffe für die Steuerbegünstigung und die Quotenerfüllung Fettsäuremethylester (FAME) Fettsäuremethylester (FAME) gelten in vollem Umfang als Biokraft- oder Bioheizstoffe, wenn sie durch Veresterung von pflanzlichen oder tierischen Ölen oder Fetten gewonnen werden, die selbst Biomasse im Sinne der Biomasseverordnung sind, und wenn ihre Eigenschaften mindestens den Anforderungen der DIN EN (Stand: November 2003) entsprechen. Pflanzenöl gilt nur dann als Biokraftstoff, wenn seine Eigenschaften mindestens den Anforderungen der Vornorm DIN V (Stand: Juli 2006) entsprechen. Bioethanol Bioethanol gilt nur dann als Biokraftstoff, wenn es sich um Ethylalkohol ex Unterposition der Kombinierten Nomenklatur mit einem Alkoholanteil von mindestens 99 Volumenprozent handelt und seine Eigenschaften mindestens den Anforderungen des Entwurfes der DIN EN (Stand: Mai 2006) entsprechen.

41 41 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Einhaltung von Normen Erlass des BMF vom III. Zur Biokraftstoffeigenschaft in § 37b BImSchG und § 50 Abs. 4 EnergieStG 1. Einhaltung der Qualitätsnormen Für die Berücksichtigung der Biokraftstoffe bei der Biokraftstoffquote nach dem Bundes- Immissionsschutzgesetz und für die Gewährung der Steuerentlastung für Biokraft- und Bioheizstoffe nach § 50 EnergieStG müssen künftig die in § 50 Abs. 4 EnergieStG und in § 37b BImschG genannten Qualitätsnormen erfüllt werden. Hierzu ist es erforderlich, dass die Biokraft - und Bioheizstoffe mindestens den in der Anlage zu § 4 der 36. BImSchV bzw. der Anlage 1a zu § 94 Abs. 3 der EnergieStV genannten Qualitätsparametern entsprechen. Werden diese Qualitätsparameter eingehalten, so gelten die Normen hinsichtlich der Quotenanrechenbarkeit und der energiesteuerlichen Anforderungen als erfüllt. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immisionsschutzgesetzes und zur Änderung der Energiesteuerdurchführungsverordnung 11 Es wurde nachträglich seit Juni 2007 auch hier die Jodzahl aufgenommen

42 42 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Inhalt Biokraftstoffe (Generationen, Eigenschaften, Markt) Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol Kraftstoffbesteuerung und Normung Biogas und BtL Biogas und BtL

43 43 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Normung für Biogas Biogas zu Biomethan Bevor Biogas als Kraftstoff eingesetzt werden, kann muss es auf Erdgasqualität aufgereinigt also zu Biomethan umgewandelt werden DVGW-Arbeitsblatt G260 Die Einteilung der Gasbeschaffenheit ist im DVGW-Arbeitsblatt G260 festgelegt. Unterscheidung der Gasqualität Erdgas ist nicht gleich Erdgas. In Deutschland werden zwei Qualitäten angeboten: H-Gas (GUS-Länder und Norwegen) sowie L-Gas, das aus Deutschland stammt. H-Gas und L-Gas H-Gas und L-Gas H-Gas (High caloric-Gas) hat einen Methananteil zwischen 87 und 99,1 Vol.-% und L-Gas (Low caloric-Gas) nur zwischen 79,8 und 87 Vol.-%. Außerdem hat H-Gas einen geringeren Stickstoff-(N2) und Kohlendioxidanteil (CO2). beides eignet sich hervorragend als Kraftstoff Egal ob man H-Gas oder das etwas günstigere L-Gas tankt - beides eignet sich hervorragend als Kraftstoff. Moderne Motoren passen sich automatisch an die jeweilige Gasqualität an.

44 44 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Normung BtL (Biomass-to-Liquid) optimierten Kraftstoffen Synthese von optimierten Kraftstoffen keine Norm bisher noch keine Norm mindestens BtL-Kraftstoffe müssen jedoch mindestens die Normen von Otto- (DIN EN 228) und Dieselkraftstoffen (DIN EN 590) einhalten

45 45 PPM – Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e. V. Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Die Produktionsentwicklung der Bioenergie Eine deutsch - litauische Konferenz am 4. Oktober 2007 in Kaunas Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. (PPM) Dr. Hans-Gerd Brandt Berliner Chaussee 66 D Magdeburg Phone: Fax: Mobil: URL: (Biokraftstoffe)www.ppm-magdeburg.dewww.narossa.de


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