Regenerative Energiequellen Die Pflanze

Aufbau Allgemeines zu Regenerativen Energien Pflanzen als Regenerative Energiequelle Versuch Jatropha

Was ist Regenerative Energie? Regenerative Energie wird heutzutage oft „erneuerbare Energie“ genannt Bezeichnen Quellen die nach menschlichem Denken unerschöpflich sind Dies ist nicht ganz korrekt →wird bestimmten Systemen zugeführt

Welche Rolle spielt regenerative Energie in der heutigen Zeit? Spielen eine entscheidende Rolle Schonend für die Umwelt Bietet ökologisch wie auch langfristig ökonomisch ein großes Potential

Welche Arten gibt es? Verschiedene Formen Bioenergie Geothermie Wasserkraft Verdunstungskälte

Pflanzen Jede Pflanze könnte als Energiequelle dienen Qualität abhängig von Art und Größe Wird meistens als Biomasse bezeichnet Pflanzenöl ist nicht automatisch Rapsöl

Funktion & Anwendungsweise Viele Funktionen sind möglich Mais, Weizen und Kartoffelstärke für Papierherstellung Raps für Biodiesel Holz als Stromerzeuger (in Kraftwerken)‏

Vorteile Weniger Abhängigkeit von Energieimporten Versorgungssicherheit erhöht Biomasse ist nachhaltig und hat kaum Abfallprodukte Kein zusätzlicher CO2 Ausstoß → kein Treibhausgaseffekt

Nachteile Verstärkter Anbau und dadurch resultierender Wasserbedarf kann Grundwasserspiegel senken Verdrängung der Nahrungsmittelproduktion (z.B. Weizen)‏ → ärmere Länder können sich weniger Nahrung leisten (höhere Nahrungsmittelpreise)‏

Versuchsergebnisse 2,5cm 216° C 29,57min Olivenöl 3,2cm 214°C 59,57min Trüffelöl 1,7cm 228°C 39,8min Rapsöl 3,7cm ~240°C 27,38min Maisöl 4,2cm 232,4°C 35,11min Peanutöl Höhe Flamme Temperatur Brenndauer ÖL

Jatropha curcas L. Biodiesel der Zukunft?

Geschichte Ursprung: Süd- und Zentralamerika Verschiffung nach Europa und Afrika zur Kolonialzeit Traditionelle Nutzung: - Schutzhecke für Nutzpflanzen - Heilmittel - Dünger - Seifenherstellung

Eigenschaften → Sukkulente Pflanze Enthält „toxisches“ Protein (Curcin)‏ 500mm Niederschlag pro Quadratmeter reichen aus, dass die Pflanze gedeiht Wurzelnetz verhindert Wind- und Wassererosionen Samen enthalten ca. 30% - 40% Öl Hohe Oktanzahl Wird als Pestizid verwendet Stickstoffreicher Dünger aus Presskuchen Heilwirkung: Hilft gegen Hautkrankheiten, Rheuma und wird benutzt als Wunddesinfektionsmittel und Abführmittel CO2- neutral →

Beispiel: CO2 Zertifikate 25.000 t Jatrophaöl 62.500 t CO2 20 € /t CO2 Einsparung 1.15 Mio € 75.000 t Presskuchen Pellets für Feuerholz 110.500 t CO2 2.25 Mio € CO2 Zertifikateinnahmen pro Jahr 3.4 Mio €

Aufbau

Wachstum

Nutzung von Jatropha Nüsse und Schalentrennung Jatrophapflanze Pressen   Jatrophapflanze Pressen Öl Presskuchen Pellets Biogas Humus

Viskosität von Ölen

Viskosität allgemein Begriff: Mistel (Viscum) zähflüssiger Saft der Beeren aus dem Vogelleim gewonnen wird. “Viskos” grob “zäh wie Vogelleim”. Viskosität gibt Zähflüssigkeit an. Je viskoser, desto dickflüssiger. Teilchen zäher Flüssigkeiten sind stärker aneinander gebunden und somit unbeweglicher. Innere Reibung.

Kugelfallviskosimeter Prinzip: Eine Stahl- / Glaskugel sinkt auf Grund ihres Eigengewichts durch die in das gläserne Fallrohr eingefüllte Messflüssigkeit. Messung der Sinkzeit Berechnung der kinematischen Viskosität Vorteile: einfache Bedienbarkeit Verhinderung von Verdunstung, Lösemittelverlust und Hautbildung Nachteile: ohne größere Fehler nur bei idealviskosen Fluiden anwendbar es herrscht eine inhomogene, nicht-laminare Strömung Scherviskosität η und Dichte ρ müssen bekannt sein zu messende Flüssigkeit muss im Allgemeinen transparent sein

Gemessene Öle Sonnenblumenöl Rapsöl Distelöl Jatrophaöl Bio-Diesel

Fazit Aufgrund der Messung scheint Distelöl in kälteren Klimaten gegenüber den anderen gemessenen Ölen geeigneter In wärmeren Klimaten ist nach der Messung Sonnenblumen besser geeignet Dies gilt nur für die Viskosität, nicht für andere Bereiche, wie der Energiegehalt, Aufwand des Anbaus und der Herstellung

Die Dichte von Pflanzenölen und ihr Zusammenhang mit dem Motor

Definition von Dichte Die Dichte ist eine physikalische Größe Sie setzt die Menge einer Masse mit dem eingenommenen Volumen ins Verhältnis Formelzeichen p (sprich: rho)‏ Kurz: Dichte = Masse / Volumen (p = m / V)‏ Umrechnungsfaktoren in der Dichteberechnung: 1.000 kg/m³ = 1 kg/dm³ = 1 kg/l oder 1 g/cm³ = 1 g/ml

Jatrophaöl Jatrophaöl ist ein aus den Samen der Jatropthapflanze (Purgiernuss) gewonnenes Pflanzenöl, das seit kurzem als Biokraftstoff verwendet wird, da es sehr ergiebig ist. Es ist eine klare, helle, goldgelbe Flüssigkeit, enthält jedoch Bitterstoffe somit nicht für den Verzehr geeignet. In der Massenproduktion wird aus den mechanisch zerkleinerten Jatrophakernen, die vorher abgepflückt wurden, das Öl gepresst. Die Dichte von Jatrophaöl beträgt bei ca. 20°C: 0,90-0,92 kg/l Jatrophaöl eignet sich als Treibstoff für einen speziell auf die Verwendung dieses Öls umgerüsteten Motor.

Jatrophaöl (2)‏ Pro Umweltschonend Erneuerbar (nachwachsend)‏ Vorteile für die anbauenden Bauern Eignet sich nicht als Nahrungsmittel, deshalb werden duch die Verarbeitung zu Treibstoff keine Nahrungsmittel direkt "verschwendet" bzw. "zerstört" Kontra Große Anbauflächen können zur Verdrängung ehemaliger Pflanzenkulturen (Nahrungsmittelpflanzen) führen Für größere Erträge muss Künstdünger verwendet werden, der schon bei seiner Herstellung zur Umweltverschmutzung beiträgt Anbaufläche begrenzt

Zukunftsaussichten (1)‏ Was hat die Dichte von Treibstoffen mit dem Motor zu tun? Die Dichte von Jatrophaöl ist höher als die der fossilen Brennstoffe, d.h. es ergibt sich eine höhere Energiebilanz Jatropha alleine würde nicht ausreichen um den Energiebedarf der Erde zu decken. Völlige Pflanzenölabhängigkeit würde zu Nahrungsmittelknappheit führen Hierbei würde für hohe Mobilität die Versorgung mit Nahrung geopfert.

Grenzen (2)‏ Vermutlich würde die Menge an Agrarland nicht zur Deckung ausreichen, selbst bei mehrfacher jährlicher Ernte. Wäre unveranwortlich Jatropha massenweise anzubauen, da Nahrungsmittelknappheit entstehen würde (oder bereits ist)‏ Völlige Unabhänigkeit von fossilen Brennstoffen jetzt und in näherer Zukunft nicht möglich Die Rolle von Jatropha sollte sein, die Treibstoffpreise zu senken Für eine gute Alternative zu fossilen Brennstoffen sollte in der Solar / Wasserstofftechnik weitergeforscht werden

Eine Präsentation des Bio-Diff.-Kurses Schiller Gymnasium Münster