Momentane Preissituation (ohne Mwst.)

Transkript

1 www. tll.de/nawaro Einsatz von Rapsöl bzw. Biodiesel in der Landwirtschaft Perspektiven und Erfahrungen Torsten Graf, Heike Gröber TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/ Momentane Preissituation (ohne Mwst.) Kraftstoff derzeitiger Marktpreis ( /l) Kraftstoffäquivalent, bereinigter Marktpreis ( /l) Preisdifferenz zu Dieselkraftstoff ( /l) Diesel (Bezugsbasis) 0,95 (1) 0,95 Rapsölkraftstoff 0,60 (0,96) 0,63 0,32 Biodiesel (RME) 0,70 (0,91) 0,76 0,19 Agrardiesel 0,74 (1) 0,74 0,21 TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/2006 2

2 Dezentrale Ölgewinnungsanlagen in Thüringen Mörbach (1.500 t Raps/Jahr) Nordhausen (4.000 t Raps/Jahr) Henningsleben ( t Raps/Jahr) Greußen ( t Raps/Jahr) Potenziale in Thüringen Maximaler Anbauumfang Winterraps: NonFoodNutzung: NonFoodRapssaat: ( bei einem Ertrag von 3,5 t/ha) entspricht ca t Rapsöl bzw. RME und t Rapskuchen NonFood Stand: Februar ha ca ha t/ha Verarbeitungskapazität dezentraler Ölsaatenverarbeitung: t/jahr Das potentielle Rapsöl bzw. RMEAufkommen entspricht dem Dieselverbrauch der landwirtschaftlichen Primärproduktion Thüringens. Themar (3.000 t Raps/Jahr) Bösleben (2.500 t Raps/Jahr) Rudolstadt/Schwarza ( t Raps/Jahr) Heusdorf (2.500 t Raps/Jahr) Schmölln (7.000 t Raps/Jahr) Niederpöllnitz ( t Raps/Jahr) Wöhlsdorf (4.000 t Raps/Jahr) Wenigenauma (4.000 t Raps/Jahr) Ehrenhain (4.000 t Raps/Jahr) Rapsöl Rapsöl in Planung Biodiesel Biodiesel in Bau Rahmenbedingungen Agrardiesel Änderung der Agrardieselregelung zum 1. Jan Notwendigkeit für Alternativen und Einsparpotentiale Erstattung von Mineralölsteuer (ca. 21,5 ct/l) auf l pro Betrieb begrenzt Selbstbehalt von 350 Bagatellgrenze von 50 max. Rückerstattung der Mineralölsteuer von Praxisrelevante Einsatzalternativen sind die biogenen Treibstoffe Biodiesel (=Rapsmethylester RME) und Rapsöl TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/2006 4

3 Steuerliche Rahmenbedingungen Besteuerung von Diesel, Agrardiesel, Biodiesel Mineralölsteuer in /l 1999 bis 2005 (ohne MwSt.) Kraftstoff vor ab Diesel 0,32 0,35 0,38 0,41 0,44 0,47 0,47 Agrardiesel (0,21 /l) Biodiesel Rapsöl 0,20 0,23 0,26 0,26/ 0, ? Zielstellung der Diskussion Was ist die sicherste und wirtschaftlich günstigste Variante der Rapsverwertung in und für die Landwirtschaft? Welche Kraftstoffart sichert neben Kostenvorteilen auch Einsatztauglichkeit und Betriebssicherheit ab? TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 6

4 Welcher Kraftstoff ist für die Thüringer Landwirtschaft eine sinnvolle Alternative? Dieselkraftstoff Rapsölmethylester RME/Biodiesel Rapsöl pur/naturbelassen Rapsöl in Mischung mit Diesel TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 7 Grundvarianten der Rapsölnutzung Anpassung des Rapsöls an den Motor Anpassung des Motors an das Rapsöl Rapsölmethylester (RME) Beimischungen zu Diesel RME: 0,50 bis 0,70 Euro/l Umrüstung vorhandener Motoren ElsbettTechnologie Ein Tanksystem Zwei Tanksystem Rapsöl: 0,42 bis 0,60 Euro/l TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/2006 8

5 Physikalische Kenngrößen von RME im Vergleich zu Diesel (Quelle: Maurer, K.; Universität Hohenheim ) Einheit Rapsöl naturbel. RME Diesel Brennwert (20 C) MJ/kg 39,5 40,0 46,4 Heizwert (20 C) MJ/kg 37,0 37,5 43,5 Mindestluftmasse kg L/kg Kr 12,3 12,3 14,4 Cetanzahl 39,5 53,8 50,5 Cloudpoint C 13,5 6,0 3,9 CFPP C Viskosität (15 C) mm 2 /s 94,12 7,87 4,35 Viskosität (20 C) mm 2 /s 74,76 6,88 3,86 Viskosität (40 C) mm 2 /s 34,41 4,31 2,51 Viskosität (60 C) mm 2 /s 18,95 2,98 1, 78 Viskosität (80 C) mm 2 /s 11,79 2,20 1,36 Welcher Kraftstoff ist für die Thüringer Landwirtschaft eine sinnvolle Alternative? Dieselkraftstoff Rapsölmethylester RME/Biodiesel Rapsöl pur/naturbelassen Rapsöl in Mischung mit Diesel TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 10

6 Pflanzenöl Grundlagen Pflanzenöl ist kein Biodiesel und kein Diesel! Quelle: Dipl.Psych. Olaf Schädlich, VdFF e.v. Trenthorst TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 11 Pflanzenöl Grundlagen Herstellerfreigabe für Biodiesel bedeutet keine Pflanzenöltauglichkeit Motorenumrüstung zwingend erforderlich Diesel Pflanzenöl Mischungen ohne Umrüstung nicht ratsam Quelle: Dipl.Psych. Olaf Schädlich, VdFF e.v. Trenthorst TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 12

7 Probleme beim Pflanzenöleinsatz Pflanzenöl ca. 10 Cent/l billiger als RME bzw. 26 Cent/l billiger als Diesel reines Pflanzenöl weicht in seinen Eigenschaften deutlich vom Dieselkraftstoff ab höhere Zähigkeit/Viskosität Probleme im Einspritzsystem und in der Kraftstoffzuführung unvollständige Verbrennung Kraftstoffeintrag in das Schmieröl finanziell aufwändige Umrüstung von SerienDieselmotoren in jedem Fall notwendig! PKW ca bis 5.000, Nutzfahrzeuge auf bis TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 13 Örtliche Verteilung der umgerüsteten Traktoren im Bundesgebiet Gruber KG IglLandtechnik Firma Hausmann (10x) (1x) (32x) LBAG Lüchow Stangl Landtechnik / NETec TC Bastorf VWP (5x) (2x) (5x) (56x) insgesamt 111 Traktoren 1.5

8 Umrüstungskonzepte Mögliche Veränderungen: Vorwärmung des Motors Vorwärmung des Pflanzenöls Anpassung von Glühkerzen und Vorglühzeit Leitungsquerschnitt verändert Physikalische Veränderungen des Pflanzenöls Besondere Kraftstofffilter Quelle: Dipl.Psych. Olaf Schädlich, VdFF e.v. Trenthorst TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 15 Umrüstungskonzepte Mögliche Veränderungen an der Einspritztechnik andere oder veränderte Düsen beheizte Düsen Einspritzwinkel Einspritzzeitpunkte Kraftstofferkennung Leistungsanpassungsmodul Quelle: Dipl.Psych. Olaf Schädlich, VdFF e.v. Trenthorst TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 16

9 Umrüstungskonzepte Jeder Umrüster hat sein Konzept teilweise wird die Umrüstung individuell an den Motor angepasst alle Umrüster haben sowohl Maschinenbruch als auch (langfristige) Erfolge pauschalisierte Aussagen zu Ein bzw. Zweitanksystemen oder Umrüstern sind unzutreffend Quelle: Dipl.Psych. Olaf Schädlich, VdFF e.v. Trenthorst TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 17 Von den 111 umgerüsteten Traktoren arbeiten 30 Traktoren bisher ohne Störungen PumpeLeitungDüseSysteme der DeutzMotorenBaureihe 1013 und 2013 zeigten sich bisher den Anforderungen des Rapsölbetriebes gewachsen. 35 Traktoren mit geringfügigen Störungen, Kosten < Traktoren mit Störungen, Kosten > Traktoren mit schweren Störungen, Kosten > Bei den größeren Störungen sind Mehrfachschäden an einem Traktor möglich. Langzeitaussagen sind noch nicht möglich! Universität Rostock Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren Betriebsstörungen 4.1

10 100TraktorenProgramm Störfälle Defekte Verteilerspritzpumpen und Einspritzdüsen Kein langzeittauglicher Betrieb der Einspritzpumpen Bosch VP44 sowie Standyne mit Rapsöl Festgehende Auslassventile aufgrund von Ablagerungen (aufwendige Reparaturen) typische Langzeitschäden nach ca Bh Minderleistungen im Rapsölbetrieb (weitere Umrüststufen) Verstopfte Filter durch schlechte Rapsölqualität und undichte Kraftstoffleitungen Rußablagerungen in Luft und Abgasventilen Verstärkter Rapsöleintrag in das Schmieröl bei allen Traktoren, erhebliche Verkürzung der Ölwechselintervalle Ein Umrüster ist wegen unzureichender Umrüstung aus dem Projekt ausgeschieden Quelle: Wichmann, Universität Rostock TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 12/05 19 TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 20

11 Umstellung auf Rapsölkraftstoff Geeignetes Motorsystem / Zustand des Motorsystems Betriebszustände und Auslastung der Arbeitsmaschine Entscheidung Einkraftstoff oder Zweikraftstoffsystem Garantien und Gewährleistungen des Umrüsters Wartungshinweise beachten Rapsölkraftstoff nach Vornorm DIN Lagerung (Tankreinigung, Materialverträglichkeit, kühl und dunkel) Mineralölsteuerrecht Nachfrage nach pflanzenölbetriebenen Traktoren für die Landwirtschaft muss aus der Landwirtschaft kommen! Quelle: Remmele, TFZ Straubing TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 21 Welcher Kraftstoff ist für die Thüringer Landwirtschaft eine sinnvolle Alternative? Dieselkraftstoff Rapsölmethylester RME/Biodiesel Rapsöl pur/naturbelassen Rapsöl in Mischung mit Diesel TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 22

12 Betrieb eines Dieselmotors ohne Umrüstung mit Rapsöl / DieselMischungen? Eigenschaften (z.b. Viskosität, Siedeverhalten) der Mischungen unterscheiden sich wesentlich von Dieselkraftstoff schlechte Gemischaufbereitung im Brennraum unvollständige Verbrennung (v.a. bei Kaltstart und Teillast) Ablagerungen Eintrag von Kraftstoff ins Schmieröl Lagereigenschaften der Mischungen sind schlechter als die der Reinkraftstoffe Umweltvorteile der hohen biologischen Abbaubarkeit und geringen Toxizität gehen verloren TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 23 Betrieb eines Dieselmotors ohne Umrüstung mit Rapsöl / DieselMischungen? widersprüchliche Praxiserfahrungen kaum Langzeituntersuchungen negative Erfahrungen bei systematischen Untersuchungen an modernem PLDMotor Beimischungen sind mit hohem Risiko behaftet! TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 24

13 Betrieb eines Dieselmotors ohne Umrüstung mit Rapsöl / DieselMischungen? Versuch Hohenheim (Maurer) überdurchschnittlicher Motorverschleiß starke Abnutzung der Kolbenringe Verkokungen an Ein und Auslassventilen und Einspritzdüsen Empfehlung: Prüfung der Einspritzdüsen nach 300 Bh Prüfung der Zylinderköpfe nach Bh verkürzte Ölwechselintervalle TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 25 Zusammenfassung RK Beimischung von RÖK zu Dieselkraftstoff in nicht adaptierten Serienmotoren ist mit hohem Risiko behaftet Erfolgreiche Nutzung von RÖK: + geeigneter Motor + hochwertige Umrüstung + QualitätRÖK Ziel: pflanzenöltaugliche Maschinen direkt vom Hersteller mit voller Gewährleistung TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 12/05 26

14 Welcher Kraftstoff ist für die Thüringer Landwirtschaft eine sinnvolle Alternative? Dieselkraftstoff Rapsölmethylester RME/Biodiesel Rapsöl pur/naturbelassen Rapsöl in Mischung mit Diesel TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 27 Vereinfachtes Schema der Biodieselherstellung Pflanzenöl (Triglycerid) + Katalysator (Natron oder Kalilauge) 3 Moleküle Methanol Biodiesel (3 Moleküle Fettsäuremethylester) Glycerin

15 Dieselkraftstoff oder RME in der Landwirtschaft Studie der FAL Braunschweig: Bei Tankstellen/ Händlerpreis Preisvorteil für RME > 0,10 /l als DK (5% Mehrverbrauch und Wartungsaufwand) Dann gilt: Für Großverbraucher = bis Liter DK / Agrardiesel Darüber alles mit RME! TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 29 Fakten zum Biodiesel praktischer Einsatz 1. Fahrzeuge nicht im Leerlauf unnötiger Weise stehen lassen 2. Optimale Drehzahlbereiche wie im DKBetrieb nutzen 3. Leistungs und Verbrauchswerte hängen stark vom Fahrstil ab 4. Korrekte Bordbuchführung und Ölstandskontrolle 5. Grundsätzlich im Winterhalbjahr additivierten Winterbiodiesel einsetzen bzw. in der Tankstelle bevorraten 6. Betankungen in Mischungen möglich, empfohlen wird die Tankstrategie: 4 bis 5 Biodieselbetankungen abwechselnd mit einer Dieselfüllung 7. Bei Saisonmaschinen die letzten zwei Betankungen mit Diesel vornehmen und mit vollen Kraftstoffsystem Abstellen TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 30

16 Fakten zum Biodiesel praktischer Einsatz 1. Biodiesel verhält sich wie ein Lösungsmittel => alte Dieselkraftstoffablagerungen können zu Filterverstopfungen führen => Abwischen der Lackflächen wie bei Diesel 2. Nach einigen Tankfüllungen mit RME => vorbeugender Wechsel der Kraftstofffilter 3. Alttechnik hat teilweise minderwertige, bzw. nicht beständige Gummi oder Kunststoffmaterialien (Quellung) Alternative: Materialien aus Fluorkautschuk biodieseltaugliche Kunststoffe 4. Neukauf von Maschinen => Biodieseltauglichkeit als Vertragsbedingung TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 31 Fakten zum Biodiesel Qualitätssicherung und Tankanlage 1. Sicherstellung der Biodieselnorm DIN EN Sicherstellung der bedarfsgerechten Biodieselversorgung mit bekannten Handelspartnern 3. Produzent Handel Transport Vertrieb 4. Kontrolle auf allen Ebenen 5. Biodieseleignung der Tankanlage 6. Prüfen, ob Tankreinigung vor Erstbefüllung mit Biodiesel notwendig ist 7. Vermischungen beim Transport/Anlieferung vermeiden (Benzin etc.) 8. Kondenswasserbildung bei der Lagerung vermeiden TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 32

17 Fazit Preisvergleich Unter Beachtung der Kraftstoffäquivalente und vorbehaltlich der Preisentwicklungen ist Rapsöl ist um 0,32 günstiger als DK und um 0,13 als RME. Der Preis für Agrardiesel unterscheidet sich nur unwesentlich vom RME und Rapsölpreis. Der Einsatz von Rapsölkraftstoffe verursacht zusätzlich Umrüstungskosten in Höhe von ca. 5 Cent/l gegenüber RME. Mischungen von Diesel und Rapsöl erreichen erst bei einem Rapsölanteil von 40 % Kostengleichstand zu RME. Dafür gibt es gegenwärtig weder Freigaben noch Gewährleistung bei Motorschäden. RME hat einen Preisvorteil von 0,19 /l gegenüber von DK. TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 33 Varianten der Rapsverwertung NonFoodRapsanbau in Thüringen bis ha Variante 1 Handel Variante 2 Lohnpressung+ Lohnveresterung Variante 3 Pressung in der LW + Lohnveresterung Variante 4 Pressung und Veresterung in der LW Lagerung/ Transport Handel Landwirtschaft Landwirtschaft Landwirtschaft Pressung Industrie Industrie Landwirtschaft Landwirtschaft Veresterung Industrie Industrie Industrie Landwirtschaft Mindestkapazität Rapssaat: > 5000 t/a t/a

18 Dezentrale Biodieselherstellung 3BDiesel GmbH, Barnstädt Quelle: n. Wiegland 2005 Dezentrale Biodieselherstellung Kosten für das Verfahren bei RMEnergy Preis Veresterungsanlage Zinssatz Kapitaldienst 6,0 % Nutzungsdauer [Jahre] 10 Jahresproduktion Biodiesel 450 t Öl 1000 l 0,60 /l 600 Methanol 172,76 l 0,040 /l 6,91 Kaliumhydroxid 14 kg 0,7 /kg 9,8 Säure (H 2PO 4) 4 kg 1 /kg (Schätzpreis) 4,0 Wasser 109,74 l 0,002 /l 0,38 Energiekosten 120 kwh 0,12 /kwh 14,4 Arbeitsbedarf 0,6 St. 15 /St. 9 Fix Kosten [ /a] ,00 Fix Kosten, Veresterung [ /l] 0,038 Variable Kosten, Veresterung [ /l] 0,044 Kosten für Öl [ ] 0,600 Summe [ /l] 0,682 evtl. Gutschrift aus Glycerin: 0,024 Quelle: KTBL TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 36

19 Hafermodell 5 10 ha Hafer/ 100 ha Fläche 5 10 ha Raps/ 100 ha Fläche Quelle: Breitschuh; 42.00; 05/2005 TLL Jena TZNR Graf, T.; Gröber, H. SBIO 02/06 37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit (ab März 2006)