Biodiesel - FAME

Ein rotweißer Steyr-Traktor steht nach vorne links schauend auf einem gepflasterten Hof vor einer hölzernen Betriebsgebäude.

Als Biodiesel werden Fettsäuremethylester, kurz FAME (engl.: fatty acid methyl ester) bezeichnet, die durch den chemischen Prozess der Umesterung von zumeist pflanzlichen Ölen hergestellt werden und als Kraftstoff für Dieselmotoren Verwendung finden. In der EU werden vorwiegend Rapsöl, Altspeiseöle sowie zu einem geringeren Anteil Sonnenblumenöl, Sojaöl und Palmöl als Rohstoffe eingesetzt. Je nach Art des Rohstoffs unterscheidet man verschiedene FAME, zum Beispiel Rapsölmethylester (RME) oder Altfettmethylester (AME oder UCOME, engl.: used cooking oil methyl ester).

In Deutschland bildet fast ausschließlich Rapsöl die Rohstoffbasis, so dass auch häufig von Rapsölmethylester (RME) gesprochen wird. Die Qualitätsanforderungen an Fettsäuremethylester sind in der Norm DIN EN 14214 geregelt. Darüber hinaus gehende Anforderungen sind von der Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel festgelegt.

Herstellung von Biodiesel

Von unten in den blauen Himmel blickend sieht man drei beige Industrietürme, ähnlich Silos

©Adobe Stock/Steffen Eichner

Bei der Umesterung werden die hochmolekularen Triglyceride von Ölen mithilfe eines Katalysators aufgespalten und unter Zugabe von Methanol zu niedriger molekularen Fettsäuremethylestern umgewandelt. Dabei entsteht Glycerin als Nebenprodukt, das in vielen Industriezweigen genutzt wird. Die Herstellung von Biodiesel kann sowohl im kleinen als auch im industriellen Maßstab erfolgen. Kommerzielle Anlagen weisen häufig hohe Produktionskapazitäten von mehreren 100.000 t Biodiesel im Jahr auf.
Neben der herkömmlichen Umesterung gibt es auch alternative Herstellungsverfahren mit Hilfe von Mikroorganismen oder Enzymen, deren großtechnische Anwendung bislang jedoch noch wenig Bedeutung hat.

Eigenschaften von Biodiesel

Laborglasflasche mit blauem Deckel und oranger Flüssigkeit und Beschriftung Biodiesel
Biodiesel besitzt eine nur geringfügig höhere Viskosität als Dieselkraftstoff und weist damit ähnliche Fließeigenschaften auf. Auch Dichte, Zündwilligkeit und Kälteeigenschaften beider Kraftstoffe bewegen sich in etwa gleicher Größenordnung. Aufgrund des in FAME gebundenen Sauerstoffs liegt der volumenbezogene Energiegehalt knapp 10 % niedriger als bei Dieselkraftstoff. Biodiesel besitzt einen hohen Flammpunkt und wird deshalb im Gegensatz zu Diesel nicht als Gefahrgut eingestuft. Gelangt Biodiesel in die Umwelt, belastet es Böden und Gewässer weniger stark als fossiler Diesel.
Die Höhe der Treibhausgasemissionen bei der Nutzung von FAME hängt stark von Art und Herkunft der Rohstoffe ab. Der in Deutschland in Verkehr gebrachte Biodiesel weist im Mittel eine Treibhausgaseinsparung von über 80 % gegenüber fossilem Kraftstoff auf. Der vorgeschriebene Mindestwert an Treibhausgaseinsparung für Biokraftstoffe beträgt nach EU-RED II je nach Inbetriebnahmejahr der Produktionsanlage zwischen 50 und 65 %, wodurch ein erheblicher Beitrag zum Klimaschutz garantiert ist.
Der jährlich erscheinende Evaluations- und Erfahrungsbericht der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung gibt eine detaillierte Übersicht zur Rohstoffbasis, der Treibhausgaseinsparung und den Mengen an Biokraftstoffen in Deutschland.
Biodiesel kann in geeigneten Motoren unvermischt als Reinkraftstoff (auch B100 genannt) oder in verschiedenen Mischungsverhältnissen mit Mineralöldiesel verwendet werden.

B100

Ein dunkelgrüner Passat steht auf einem Kiesweg vor einem blühendem Rapsfeld. Aufkleber seitlich erklärt, dass er mit Biokraftstoffen klimaschonend fährt

Der Passat des TFZ ist mit Biodiesel schon 12-mal rund um die Erde gefahren. Dabei wurden 75 t Treibhausgase eingespart.

FAME nach DIN EN 14214, der auch als B100 bezeichnet wird („B“ für Biodiesel und „100“ für 100 %), ist als Kraftstoff für konventionelle Dieselmotoren geeignet, sofern Freigaben der Fahrzeughersteller vorliegen. Auch ein Mischbetrieb von FAME und Dieselkraftstoff ist in der Regel problemlos möglich. Wenn jedoch längere Zeit Dieselkraftstoff getankt wurde und dann auf B100 umgestellt wird, können sich Rückstände von Dieselkraftstoff im Kraftstoffsystem lösen, die den Kraftstofffilter verstopfen und einen Filterwechsel erfordern. Ohne Freigabe des Fahrzeugherstellers ist von der Verwendung von B100 unbedingt abzusehen.
Durch das novellierte Energiesteuergesetz und durch die Einführung des Biokraftstoffquotengesetzes im Jahr 2006 wurde die steuerliche Begünstigung von Biodiesel in Deutschland schrittweise aufgehoben. Dies führte zu einem drastischen Rückgang der Nachfrage nach B100 sowie der dafür freigegebenen Fahrzeuge. Für bestimmte Nutzfahrzeuge werden aber noch weiterhin B100-Freigaben erteilt. Wird in Deutschland Biodiesel in der Land- und Forstwirtschaft eingesetzt, so wird auf Antrag die Energiesteuer nahezu vollständig wieder zurückerstattet.
Auch dann wenn FAME nicht als B100 vermarktet sondern als Blendkomponente für fossilen Dieselkraftstoff eingesetzt wird, müssen die Anforderungen der Norm DIN EN 14214 erfüllt werden.

B7, B10, B20, B30

In Deutschland werden, wie in fast ganz Europa, bis zu 7 Volumen-% FAME dem fossilen Dieselkraftstoff beigemischt. Man spricht deshalb auch von B7. Dieser erfüllt alle Anforderungen der Dieselkraftstoff-Norm DIN EN 590. Höhere Blendanteile führen dazu, dass die DIN EN 590 nicht mehr eingehalten werden kann. Aus diesem Grund wurden weitere Normen erarbeitet. So beschreibt die DIN EN 16734 einen Dieselkraftstoff mit bis zu 10 Volumen-% FAME (B10) und die DIN EN 16709 Dieselkraftstoffmischungen mit bis zu 20 bzw. 30 Volumen-% FAME (B20 bzw. B30). Diese Kraftstoffe mit höheren FAME-Anteilen eignen sich vorwiegend für Fahrzeug-Flotten, wenn Herstellerfreigaben vorliegen und eine unabhängige Betankungsinfrastruktur (Eigenverbrauchstankstelle) eingerichtet werden kann.

Eigenschaften von Biodiesel im Vergleich zu Dieselkraftstoff
 BiodieselDieselkraftstoff
Heizwert massebezogen in MJ/kg37,143,1
Heizwert volumetrisch im MJ/l32,6535,87
Dichte (15 °C) in kg/l0,880,83
Kin. Viskosität (20 °C) in mm²/s7,55,0
Cetanzahl56> 51
Flammpunkt in °C12080
Kraftstoffäquivalenz in l10,91