Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich

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Hella Hofmann
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1 Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich Jürgen Krahl Axel Munack Jürgen Bünger

2 Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich Einleitung Emissionsvergleich verschiedener Kraftstoffe Mutagenitätsuntersuchungen Zusammenfassung

4 It has been proved that Diesel engines can be worked on earth-nut oil without any difficulty Rudolph Diesel: The Diesel Oil-Engine. Engineering Vol. 93, pp , 1912.

5 Moderne Möglichkeiten zur Nutzung von Rapsöl als Kraftstoff Anpassung der Motoren an das Rapsöl Anpassung des Rapsöls an Motoren

6 Entwicklung der NO x - und PM-Grenzwerte für LKW EURO 0 (1990) 15 NO x [g/kwh] 10 5 EURO III (2000) EURO IV (2005) EURO II (1995) EURO I (1992) EURO V (2008) VI EURO (2014) 0 0,0 0,4 0,8 0.8 PM [g/kwh] 1,2 1.2

7 Entwicklung der NO x - und PM-Grenzwerte für LKW 15 NO x [g/kwh] 10 5 EURO IV (2005) EURO III (2000) EURO VI (2014) EURO V (2008) 0 0,00 0,05 PM [g/kwh] 0,1

8 Emissionen limitierter Komponenten von Biodiesel relativ zu DK 160 % Dieselkraftstoff fuel NEFZ MVEG-A HC CO NOX x 13-mode Stufen 5-mode 5 Stufen FTP-75 PM Rußzahl Soot Number

9 % Emissionen limitierter Komponenten von Biodiesel relativ zu DK FTP Stufen Test 13-Stufen Test (ESC) 1000 h Test 8-Stufen Test UDDS UDDSH Dieselkraftstoff HC CO NO x PM

10 Emissionen limitierter Komponenten von Biodiesel relativ zu DK % 100 Dieselkraftstoff HC CO 2 NO x 3,5 PM

11 % Emissionen limitierter Komponenten von Fischer-Tropsch Tropsch-Kraftstoff relativ zu DK Dieselkraftstoff HC CO NO x PM FTP-75 WVU5 13-Stufen Test CBDC MVEG

12 120 Emissionen limitierter Komponenten von Fischer-Tropsch Tropsch-Kraftstoff relativ zu DK 110 % Dieselkraftstoff 40 HC CO NO x PM

13 Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich Einleitung Emissionsvergleich verschiedener Kraftstoffe Mutagenitätsuntersuchungen Zusammenfassung

14 Motor- und Testbedingungen Mercedes Benz OM 906 LA Zylinderhub 130 mm Zylinderbohrung 102 mm Anzahl Zylinder 6 Hubvolumen 6370 cm 3 Nenndrehzahl 2300 min -1 Nennleistung 205 kw Maximales Drehmoment 1100 Nm bei 1300 min -1 Abgasnorm EURO III Teillastverhältnis [%] Phasen-Test zusätzlich frei wählbare Prüfpunkte 15% % 5% 5% 5% % 10 10% 12 10% 13 10% Drehzahl/Nenndrehzahl [%] 8% 5% 5% 5%

15 Getestete Kraftstoffe Referenz-Dieselkraftstoff gemäß DIN EN 590 (DK) RME gemäß DIN EN14214 (RME) Shell Mittel-Destillat (GTL) Kaltgepresstes Rapsöl nahezu gemäß DIN V (PÖ) Raffiniertes und fließverbessertes Pflanzenöl gemäß DIN V (PÖ_mod.). Die Messungen wurden mit neuen Einspritzdüsen durchgeführt.

16 Schema des analytischen Labors an der FAL

17 Mercedes Benz OM 906, ESC-Test

18 Versuchsaufbau PÖ Mercedes Benz OM 906, ESC-Test

19 Kraftstofftemperaturverlauf während des ESC-Tests 100 Temperatur [ C] Test 1 Test 2 Test Zeit [min]

20 Versuchsaufbau PÖ Mercedes Benz OM 906, ESC-Test

21 Versuchsaufbau PÖ_mod. Mercedes Benz OM 906, ESC-Test

22 Spezifische HC-Emissionen im ESC-Test 0,040 Grenzwert: 0,66 g/kwh spez. HC-Emissionen [g/kwh] 0,030 0,020 0,010 0,000 DK RME GTL PÖ PÖ_mod.

23 Spezifische CO-Emissionen im ESC-Test 0,50 Grenzwert: 2,1 g/kwh spez. CO-Emissionen [g/kwh] 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 DK RME GTL PÖ PÖ_mod.

24 Spezifische NO x -Emissionen im ESC-Test spez. NO -Emissionen [g/kwh] x Grenzwert: 5 g/kwh 0 DK RME GTL PÖ PÖ_mod.

25 Spezifische PM-Emissionen im ESC-Test 0,10 Grenzwert: 0,1 g/kwh spez. PM-Emissionen [g/kwh] 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 DK RME GTL PÖ PÖ_mod.

26 Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich Einleitung Emissionsvergleich verschiedener Kraftstoffe Mutagenitätsuntersuchungen Zusammenfassung

27 Schema des analytischen Labors an der FAL

28 Probenahme zur Mutagenitätsbestimmung

29 Mutagenität der Partikelextrakte Mercedes Benz OM 906 LA, Euro III, ESC-Test Mutationen pro Liter Abgas TA98-S9 TA98+S9 0 DK GTL RME PÖ

30 Häufig gestellte Fragen (...) Warum erst jetzt untersucht? Wer wäre dafür zuständig? Bin ich gefährdet? Gefährdet mich mein Nachbar oder mein Arbeitgeber?

31 Mutagenität der Partikelextrakte Mercedes Benz OM 906 LA, Euro III, ESC-Test Mutationen pro Liter Abgas TA98-S9 TA98+S9 0 DK GTL RME PÖ

32 Mutagenität der Partikelextrakte Mercedes Benz OM 906 LA, Euro III, ESC-Test 1600 Mutationen pro Liter Abgas TA98-S9 TA98+S9 0 DK GTL RME PÖ PÖ_mod.

33 Mutagenität der Kondensate 750 Mercedes Benz OM 906 LA, Euro III, ESC-Test Mutationen pro Liter Abgas TA98-S9 TA98+S9 0 DK GTL RME PÖ PÖ_mod.

34 Mutagenität der Kondensate 900 Mercedes Benz OM 906 LA, Euro III, ESC-Test Mutationen pro Liter Abgas TA100-S9 TA100+S9 DK GTL RME PÖ PÖ_mod.

35 Einfluss eines Oxidationskatalysators auf die Mutagenität bei Volltest; Teststamm TA98 Mutationen [x 10 3 ] DK DK + Kat. RME RME + Kat Motorlaufzeit [min]

36 Emissionen von Biodiesel und Pflanzenölen im Vergleich Einleitung Emissionsvergleich verschiedener Kraftstoffe Mutagenitätsuntersuchungen Zusammenfassung

37 Zusammenfassung (1) Biokraftstoffe leisten einen Beitrag zur Deckung des deutschen Kraftstoffbedarfs. Ruß und krebserzeugende Stoffe sind im Biodieselabgas deutlich abgesenkt. NO x steigt an. Fischer-Tropsch-Kraftstoffe führen zu niedrigeren Emissionen als DK. Pflanzenöl wird u.a. in umgerüsteten Motoren eingesetzt.

38 Zusammenfassung (2) Am Beispiel eines Serienmotors erfüllten Pflanzenöle mit Ausnahme von NO x die Grenzwerte. Rapsöl führte im getesteten Motor zu einer Verzehnfachung der Mutagenität. Bei PÖ_mod. und Vorerwärmung des Kraftstoffs stieg die Mutagenität um bis zu ca. 3000% gegenüber DK an. Ein Oxidationskatalysator kann unter Volllast die Mutagenität von Abgasen verstärken. Der Einsatz von Pflanzenöl führt im getesteten Motor zu einem Mutagenitätsniveau wie in den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts.

39 Zusammenfassung (3) Aus der alleinigen Betrachtung der gesetzlich limitierten Emissionen ist die Gesundheitswirkung von Kraftstoffen nicht abzuschätzen. Singuläre Tests sind nicht ausreichend. Zum Schutz der Verbraucher ist eine intensive, ganzheitliche und ideologiefreie Kraftstoffforschung unerlässlich!

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