Bioethanol

Als Bioethanol bezeichnet man Ethanol, das aus zuckerhaltigen (z. B. Zuckerrübe, Zuckerhirse, Zuckerrohr), stärkehaltigen (z. B. Mais, Getreide, Kartoffel) oder zellulosehaltigen (z. B. Holz, Stroh) Pflanzenteilen erzeugt wird.

Herstellung von Bioethanol

Rispen von Sorghumhirse

Zuckerhirse als Rohstoff

Ethanol ist ein Alkohol der durch Vergärung von Zucker mit Hilfe von Hefen und anschließender Destillation gewonnen wird.
Bei stärkehaltigen Rohstoffen erfolgt vorab die Umwandlung von Stärke in Zucker durch Maischen unter Zugabe von Wasser und Enzymen. Wird Ethanol aus Holz oder Stroh hergestellt, muss dieses zunächst mechanisch, thermisch und mit speziellen Enzymen vorbehandelt werden, um die großen Zellulosemoleküle in kleinere vergärbare Zuckermoleküle zu zerteilen.
Der Rückstand bei der Ethanolgewinnung wird Schlempe genannt, die als Tierfutter, Dünger oder zur Energiegewinnung genutzt wird. Um 1 kg Bioethanol herzustellen werden in etwa 3 kg Getreide oder 5 kg Stroh benötigt.
Während die Ethanolherstellung aus zucker- und stärkehaltigen Pflanzen seit vielen Jahren gängige Praxis ist und auch in kleineren dezentralen Anlagen erfolgen kann, ist die Herstellung aus Zellulose ein noch neues und weitaus aufwändigeres Verfahren, das bislang nur in industriellem Maßstab realisierbar ist. Bei der Wahl eines Standorts insbesondere für eine Produktionsanlage mit großer Verarbeitungskapazität ist deshalb die ausreichende Verfügbarkeit von Rohstoffen von entscheidender Bedeutung.

Bioethanol tanken

Schwarzes Auto steht an einem Herbsttag auf der Straße. Im Hintergrund befindet sich ein Zuckerrübenhaufen.

Audi A4 FFV fährt mit E85

Bioethanol wird üblicherweise in Ottomotoren eingesetzt, wo es herkömmliches Benzin anteilsmäßig ersetzt. Von Vorteil ist die höhere Klopffestigkeit im Vergleich zu Benzin, weshalb mit Ethanol das Leistungspotenzial des Motors besser ausgereizt werden kann. Demgegenüber besitzt Ethanol nur etwa 65 % des Energiegehalts von Benzin, bezogen auf das Volumen, so dass ein 50 % größerer Kraftstofftank erforderlich ist, um die gleiche Reichweite zu erzielen. Da Ethanol einen geringeren Dampfdruck und eine höhere Verdampfungswärme als Benzin aufweist, zündet es bei niedrigen Temperaturen schlechter. Aus diesem Grund wird in Deutschland Ethanolkraftstoff nur in Mischung mit Benzin angeboten.
In Deutschland ist Ethanolkraftstoff vor allem als E5, E10 oder E85 erhältlich. Dabei steht "E" für Ethanol und die nachfolgende Zahl für den maximalen Ethanolanteil des Kraftstoffs. So sind z. B. in Super E10 bis zu 10 Masse-% Bioethanol und mindestens 90 Masse-% Benzin enthalten. Weltweit gibt es noch weitere ethanolhaltige Kraftstoffe mit unterschiedlichen Ethanolanteilen. Die Anforderungen an Ethanol zur Verwendung als Blendkomponente in Ottokraftstoff sind in der Norm DIN EN 15376 festgelegt.

E85

In vielen Ländern wird Bioethanol als E85, ein Mischkraftstoff aus bis zu 85 Volumen-% Ethanol und mindestens 15 Volumen-% Benzin angeboten. Damit können speziell ausgerüstete Fahrzeuge, so genannte "Flexible Fuel Vehicles" (FFV) betrieben werden. Diese sind auch weiterhin für konventionellen, fossilen Ottokraftstoff geeignet. In Brasilien, Schweden oder Tschechien beispielsweise ist E85 bereits seit vielen Jahren am Markt erhältlich, auch die dazugehörigen Fahrzeuge (FFV) werden dort serienmäßig angeboten. In der Norm DIN 51625 sind die Qualitätsanforderungen an Ethanolkraftstoff E85 beschrieben.
In Deutschland wird seit dem Jahr 2016 für E85 die gleiche Energiesteuer in Höhe von 65 Cent je Liter erhoben wie bei fossilem Ottokraftstoff. Aufgrund des etwa ein Drittel geringeren volumenbezogenen Energiegehalts von Ethanol und des daraus folgenden Mehrverbrauchs ist E85 in Deutschland gegenüber Ottokraftstoff nicht mehr konkurrenzfähig und beinahe ganz vom Markt verschwunden. Generell ist eine auf das Volumen bezogene Besteuerung von austauschbaren flüssigen Kraftstoffen, wie sie aktuell in Deutschland erfolgt, unlogisch und marktverzerrend und sollte deshalb zugunsten einer energiegehalts- oder THG-bezogenen Besteuerung aufgegeben werden.

E5 und E10

In den Kraftstoffmarken Super und Super Plus ist in Deutschland ein Anteil von bis zu 5 Masse-% Bioethanol enthalten, ohne dass eine besondere Kennzeichnung als E5 erfolgt.
Der Kraftstoff E10 wurde im Jahr 2011deutschlandweit neu eingeführt. Im Gegensatz zu E5 ist E10 nicht ausnahmslos für alle Fahrzeuge geeignet auch wenn seit einigen Jahren alle Neufahrzeuge und über 90 % aller in Deutschland zugelassenen Fahrzeuge E10 verträglich sind. Im Zweifelsfall informieren Hersteller oder Werkstätten über die freigegebenen Fahrzeugtypen. Sowohl E5 als auch E10 müssen der Anforderungsnorm DIN EN 228 für unverbleite Ottokraftstoffe genügen.

Eigenschaften von Ethanol im Vergleich zu Ottokraftstoff
EigenschaftenEthanolOttokraftstoff
Heizwert massebezogen in MJ/kg26,743,9
Heizwert volumetrisch in MJ/l21,132,5
Dichte (15 °C) in kg/l0,790,74
Kinematische Viskosität (20 °C) in mm²/s1,50,6
ROZ (Oktanzahl)> 10092
Kraftstoffäquivalenz in l10,65