Bioethanol

Autos mit Bioethanolantrieb
Wenn umgangssprachlich von Alkohol die Rede ist, ist meistens Ethanol damit gemeint. Alkohol ist ein Sammelbegriff für eine Reihe organischer Verbindungen, die durch eine OH-Gruppe gekennzeichnet sind. Als Bioethanol bezeichnet man Ethanol, das ausschließlich aus Biomasse oder den biologisch abbaubaren Anteilen von Abfällen hergestellt wurde und für die Verwendung als Biokraftstoff bestimmt ist. Bei den Rohstoffen, die für eine Alkoholerzeugung genutzt werden können, kann zwischen zucker- (Zuckerrüben, Zuckerhirse, Zuckerrohr), stärke- (Mais, Getreide, Kartoffel, Maniok, Topinambur) und cellulosehaltigen (Holz, Stroh) Pflanzenkomponenten (LCB-Ethanol) unterschieden werden.

Ethanol enthält volumenbezogen etwa 65 % des Energiegehaltes verglichen mit konventionellem Ottokraftstoff (Benzin, Super, Super Plus). Da Ethanol einen niedrigeren Dampfdruck als Benzin und zudem eine höhere Verdampfungswärme aufweist, sind die Zündeigenschaften bei niedrigen Temperaturen schlechter als bei Benzin. Dadurch ist deutlich mehr Energie erforderlich, um Ethanol zu verdampfen; dies hat zur Folge, dass die vom Motor angesaugte Luft relativ warm sein muss, um genügend Verdampfungswärme bereitzustellen. Bei der Verwendung von Ethanol als Reinkraftstoff führen diese Stoffeigenschaften zu Kaltstartproblemen, insbesondere bei Winterbetrieb in kalten Klimazonen. Durch die Zumischung von Ethern oder Benzin kann diesem Problem auch begegnet werden; bei Ethanol-Benzin-Gemischen spielt dieser Umstand damit nur eine untergeordnete Rolle.

Ethanol kann sowohl als Reinkraftstoff als auch als Mischkraftstoff, d. h. unter Zumischung zu konventionellem Ottokraftstoff eingesetzt werden.

Einsatz als Reinkraftstoff

Ethanol kann als Reinkraftstoff E100 nicht in herkömmlichen Motoren, sondern nur in speziell entwickelten Reinethanolmotoren verwendet werden. In solchen Motoren kann ein Ethanol-Wasser-Gemisch mit 70 bis 100 Vol.-% Ethanol eingesetzt werden; dies wird beispielsweise z. T. in Brasilien realisiert.

In Deutschland wird üblicherweise Ethanol als Mischkraftstoff eingesetzt; entweder in Beimengungen bis 10 Vol.-% Ethanol (E10) in konventionellen Ottomotoren oder als stark ethanolhaltiger Kraftstoff in Beimengungen bis zu 85 %Vol.-% Ethanol (E85) in so genannten "Flexible Fuel Vehicles" (FFV), die neben E85 auch konventionellen, fossilen Ottokraftstoff verwenden können.

Einsatz als Mischkraftstoff

Grundsätzlich ist die Beimengung von Ethanol zu Ottokraftstoff bis maximal 20 bis 25 Vol.-% Alkohol ein etabliertes Verfahren, ohne dass Änderungen am Motor erforderlich sind (gilt nicht beim Dieselmotor). Die Materialverträglichkeit kraftstoffführender Teile muss jedoch gewährleistet sein.

In Deutschland wurde 2011 der neue Kraftstoff E10 eingeführt, wobei "E" für Ethanol und die Zahl "10" für max. 10 Vol.-% Anteil steht. Im Gegensatz zu den bisherigen Ottokraftstoffen (E5) ist E10 jedoch nicht für alle Fahrzeuge geeignet (Materialverträglichkeit). Informationen zur E10-Verträglichkeit der einzelnen Fahrzeugtypen sind auf den Internetseiten der jeweiligen Fahrzeughersteller veröffentlicht. Zusätzlich kann man sich beim Vertragshändler bzw. über Hersteller-Hotlines entsprechend informieren.

Bioethanol wird an manchen Tankstellen auch in einer Beimischung von 85 % (bei Sommerkraftstoff) zu normalem Ottokraftstoff verkauft, dem sogenannten E85. Flexible Fuel Vehicles (FFV) können mit diesem Kraftstoffgemisch betrieben werden. In Brasilien, Schweden, Tschechien und den USA gibt es E85 bereits lange am Markt, und FFV-Modelle werden dort serienmäßig angeboten. Sie sind zumeist für einen beliebig zusammengesetzten Treibstoff aus Bioethanol und Ottokraftstoff geeignet. In jüngster Zeit werden solche Fahrzeuge auch in Deutschland verstärkt angeboten und seit 2005 bauen Freie Tankstellen das Angebot an E85 kontinuierlich aus. Aufgrund des geringeren Heizwertes von Ethanol gegenüber Ottokraftstoff beträgt der Mehrverbrauch an E85 im Vergleich zu Ottokraftstoff etwa 30 %.
Eigenschaften von Bioethanol im Vergleich zu Ottokraftstoff
Ethanol Ottokraftstoff
Heizwert massebezogen in MJ/kg 26,7 43,9
Heizwert volumetrisch im MJ/l 21,1 32,5
Dichte (15 °C) in kg/l 0,79 0,74
Kin. Viskosität (20 °C) in mm²/s 1,5 0,6
Cetanzahl 8 -
ROZ (Oktanzahl) > 100 92
Flammpunkt in °C < 21 < 21
Kraftstoffäquivalenz in l* 0,65 1