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  Kraftstoff aus Biomasse 1









Aufgabe

Allein der deutsche Wald wächst jede Sekunde um 3 m³. Ein Drittel davon könnte zur Herstellung von Brenn- und Kraftstoffen dienen. Schon nach dem Zweiten Weltkrieg gab es Fahrzeuge mit 'Holzgasgeneratoren' (Bilder 2 und 3). Das waren Ungetüme, die nicht nur den ganzen Kofferraum besetzten, sondern auch noch darüber hinausragten und bei dauerndem Stochen für mäßigen Vortrieb, viel Qualm und noch mehr Säuberungsarbeiten sorgten.
Da hat die Technik doch erhebliche Fortschritte gemacht. Der Umstieg auf nachwachsende Rohstoffe ist angesichts der weiter steigenden Erdölpreise und der drohenden CO2-Katastrophe immer wichtiger geworden. Neben der Produktion von Bio-Diesel gibt es mindestens zwei Verfahren für Benzinmotoren, bei denen der Kraftstoff industriell hergestellt wird. Sie verwenden Biomasse, wozu außer Holz auch fast alles zählt, was auf Feldern wächst.

Funktion

Ethanol (Alkohol) gibt es für das Kraftfahrzeug schon so lange, wie der Verbrennungsmotor existiert. Schon die ersten Prototypen liefen damit. Frühe Rennwagen erzielten mit besonderen, allerdings aus fossilen Brennstoffen hergestellten Mischungen ihre Erfolge. Das deutet auf einen Vorteil von Ethanol hin, es hat eine erheblich höhere Oktanzahl und würde, vorausgesetzt der Motor wäre auf entsprechende Verdichtung und andere Motorkennfelder umgerüstet, diesem eine deutlich höhere Leistung entlocken. Allerdings würde der Motor trotzdem 20 - 30% mehr verbrauchen, weil Ethanol ein Drittel weniger Energie enthält. Wohlgemerkt, das gilt nur für monovalente Systeme. Soll der Motor gleichzeitig auch noch Benzin verarbeiten können, ist die Umstellung deutlich schwieriger. Es gibt Systeme in der Entwicklung, z.B. die variable Verdichtung, bei der eine vollständige Veränderung möglich wäre. Viel weiter ist die Aufladung auf dem Weg dahin. Durch elektronische Regelung des Ladedrucks kann derzeit (2006) bis zu 20 Prozent Mehrleistung erzielt werden. Nach dem derzeitigen Stand darf man in Deutschland gleichzeitig auf 15 bis 20 Prozent Ersparnis beim Tanken hoffen.
Bioethanol besteht zu 85% aus Ethanol und zu 15% aus Benzin. Zum Betrieb müssen im und am Motor Werkstoffe verwendet werden, die weniger anfällig gegen chemische Zersetzung sind, z.B. bei der Kolbenoberfläche und den Kraftstoffleitungen.
Fahrzeuge für Ethanolbetrieb werden in der letzten Zeit verstärkt auch von Herstellern direkt ab Werk angeboten. Es ist zu hoffen, dass ein europaweites Tankstellennetz für Ethanol entsteht, was ein monovalentes Fahren ermöglichen würde. Vielleicht können dann auch der Aufpreis für diese Fahrzeuge gesenkt und der Aktionsradius erhöht werden. Staatliche Subventionen würden unnötig. Besonders Schweden ist uns Mitteleuropäern derzeit (2006) mindestens eine Nasenlänge voraus. Das Land ist nur noch zu gut einem Viertel abhängig von Erdöl. Brasilien hat schon früher auf diese Energieform gesetzt. 7 von 10 Autos fahren dort auf Ethanol. Solch extremer Umstieg fördert allerdings den einseitigen, nicht unproblematischen Anbau von Zuckerrohr. Außerdem verdrängt das Zuckerrohr den Regenwald.
Ein völlig anderer Ansatz baut auf dem schon vorhandenen Erdgasnetz und einigen daran angeschlossenen Tankstellen auf. Dieser wertvolle Rohstoff ist ohnehin zum Verheizen zu schade. Er hat ebenfalls eine höhere Oktanzahl und es gelten fast die gleichen Besonderheiten für den Einsatz im Benzinmotor wie bei Ethanol. Nur dass vielleicht der Tank etwas voluminöser und druckfester sein muss. Aber ein Tankstellennetz ist in Mitteleuropa bereits im Aufbau. Was hat nun Erdgas mit Biomasse zu tun? Die Erzeugung von Biomasse sollte dezentral erfolgen. Am besten inmitten von vielen Feldern. Denn der Transport zur Verarbeitung ist einer der wenigen Negativposten bei der Herstellung. Fast alle übrige benötigte Energie kann aus dem Prozess selbst gewonnen werden. Gebraucht wird diese z.B. zum Heizen aber verstärkt in Ballungsräumen.
Diesen Konflikt löst das Erdgasnetz. Es gibt inzwischen (2007) erste Projekte in Deutschland, bei denen nach den Normen eines bestimmten Netzes aus Biomasse Erdgas hergestellt und eingespeist werden soll. So können landwirtschaftliche Produkte, statt für viel Geld gelagert zu werden, einen erheblichen Nutzwert erhalten. Man muss sich halt nur von der Vorstellung trennen, dass man Nahrungsmittel nicht zweckentfremden darf.
Oben im Bild ist ein Modell des Niedertemperaturvergasers zu sehen. Unten kommt der Biokoks und oben das Schwelgas heraus. Letzteres enthält noch Teer, der im Carbon-V-Vergaser entfernt wird. Dieser bildet das Herz der Anlage, nach der sie auch benannt ist. Der Wärmetauscher erwärmt das Gas und holt den Wasserdampf heraus. Entstaubt und gewaschen entsteht das Brenngas. 06/08


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