Nutzung von Pflanzenöl/Biodiesel in der Landwirtschaft

Transkript

1 Nutzung von Pflanzenöl/Biodiesel in der Landwirtschaft 1. Rahmenbedingungen/Eigenschaften von Biokraftstoffen 2. Nutzung von Biodiesel in der Landwirtschaft 3. Nutzung von Pflanzenöl in der Landwirtschaft 4. Fazit 1

2 Projekt: Herzlich willkommen im Biokraftstoff-Portal! Auf den folgenden Seiten finden Sie viel Wissenswertes zur Herstellung und zum Einsatz von Biokraftstoffen sowie zur Umrüstung von Motoren. Neben zahlreichen fachlichen Beiträgen zu Rapsölkraftstoff und Biodiesel stehen Ihnen Veranstaltungshinweise, Aktuelles aus Land und Bund, eine große Adressdatenbank und vieles mehr zur Verfügung. Das Beratungsangebot wird in einem Team von unabhängigen Biokraftstoffexperten gemeinsam erarbeitet und durch länderspezifische Informationen ergänzt. -> Per Mausklick auf das gewünschte Bundesland oder auf die einzelnen Logos klicken und schon gelangen Sie zu unserem Informations- und Beratungsangebot! Viel Spaß und gute Recherche wünscht Ihnen Ihr nova-team Das Projekt wird finanziell unterstützt von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v. (FNR) (Förderkennzeichen ). 2

3 Rohölpreisentwicklung : 70,40 $/barrel 3

4 Entwicklung der erneuerbaren Energien 4

5 Biokraftstoffabsatz 2006 (in t) Tankstellen PkW Tankstellen Nfz Lkw-Flotten Landwirtschaft Beimischung Biodiesel Pflanzenöl Bioethanol Quelle: agqm-biodiesel

6 Normen Eigenschaften von Biodiesel müssen mindestens den Anforderungen der DIN EN (Stand November 2003) entsprechen Für Bioethanol gelten ein Mindestalkoholgehalt von 99 Volumenprozent und die Entwurfsnorm DIN EN (Stand: Mai 2006) Bei Pflanzenöl müssen die Eigenschaften mindestens den Anforderungen der Vornorm DIN V (Stand Juli 2006) entsprechen 6

7 Rahmenbedingungen für Bioenergie EU Ziel (Deutsche Ratspräsidentschaft) bis 2020: 20 % erneuerbare Energie, 20 % CO2-Reduktion Erneuerbares Energiengesetz (EEG) bis 2010: mind. 12,5 % erneuerbare Energie bis 2020: mind. 20,0 % erneuerbare Energie Vergütung für Stromeinspeisung aus erneuerbarer Energie Biokraftstoff-Richtlinie: bis 2010: 5,75 % Biokraftstoffe bis 2020: 20 % Kraftstoffe aus erneuerbarer Energie Biokraftstoffquotengesetz/Energiesteuergesetz bis 2010: 6,75 % Biokraftstoffe bis 2015: 8,00 % Biokraftstoffe Besteuerung von Biokraftstoffen 7

8 Auswirkungen der Quotenregelung für Biokraftstoffe Biokraftstoffquote Benzin 1,2 % 2,8 % 3,6 % 3,6% Ethanol/ETBE zur Beimischung (aus Erfüllung Unterquote) Biokraftstoffmenge in t Gesamtquote 6,25 % 6,75 % 8,00 % Potenzial für Biodiesel zur Beimischung, B100, Pflanzenöl u.a. Biokraftstoffe (aus Erfüllung Differenz Gesamtquote- Unterquoten ab 2009) Biodiesel zur Beimischung (aus Erfüllung Unterquote) Biokraftstoffquote Diesel 4,4% 4,4% 4,4% 4,4% Quelle: ufop

9 Komponenten der Kraftstoffpreise für den Landwirt Verkäufer Ölsteuer MwSt Mehrverbrauch (RME: 8%; Rapsöl: 2%) 120 Energiesteuer ab Preis [Cent/l] Agrardiesel 2004 Agrardiesel 2005 (min) Diesel über l RME Rapsöl 9

10 Biokraftstoffsteuer:Pflanzenöl /Biodiesel Cent / l Pflanzenöl Biodiesel Bis 2012: 2006/(2007) 0/(2) 9 Rückerstattung für Landwirte Vorbehaltlich Überkompensation Agrardiesel weiterhin Herstellungsbetriebe müssen beim Hauptzollamt Erlaubnis einholen Steuerbefreiung bis 2009 für Heizung und Stromerzeugung Ethanol weiterhin steuerbegünstigt 10

11 Kraftstoffe im Vergleich Rapsöl (100-Schlepper) Einheit Diesel RME raffiniert kaltgepreßt Heizwert MJ/kg 43 37,1 37,0 36,7 Dichte kg/l 0,83 0,88 0,92 0,92 Volum. Heizwert MJ/l 35,7 32,6 34,0 33,8 Kin. Visk. (40 o C) mm 2 /s 2 4,5 3,5-5 35,7 34,8 Flammpunkt o C > 55 > (Quelle: Schümann, 100-Schlepper-Programm) 11

12 12

13 ca. 17 % der Ackerfläche 13

14 Anbaufläche/Anbaupotenziale Anbaufläche Raps 1,4 Mil. ha 1,8 Mill. ha Prozent der Ackerfläche 12 % 15 % Produktion: Rapssaat 5 Mio. t 7 Mio. t Produktion: Rapsöl 2 Mio. t 2,8 Mio. t + Nettoimporte 0,4 Mio. t 0,8 Mio. t Verbrauch Nahrung - 0,6 Mio. t - 0,6 Mio. t Rapsöl für Biodiesel/PÖl 1,8 Mio. t 3,0 Mio. t + Importe (Soja-/Palmöl) 0,2 Mio. t 1,0 Mio. t Total Biodiesel/Pöl 2,0 Mio. t 4,0 Mio. t Quelle: Ufop

15 2. Nutzung von Biodiesel in der Landwirtschaft 15

16 Biodiesel Biodieselproduktion: Weltweit EU 25 Deutschland 3,8 Millionen Tonnen 3,2 Millionen Tonnen 1,6 Millionen Tonnen 16

17 40,4 % 6 % 13 % 3,6 % 36,9 % 17

18 Hinweise zum RME-Einsatz Tankreinigung, wenn RME in gebrauchtem Tank gelagert wird Winter-RME wird ab 15. Oktober geliefert (bis 20 o C) RME reagiert mit Kupfer; bei freigegebenen Motoren sind Kupferteile im Kraftstoffsystem ausgetauscht Filter nach 1 bis 2 Tankfüllungen wechseln, wenn vorher mit Diesel gefahren wurde Motorölwechsel nach Forderungen des Herstellers verkürzen Mehrverbrauch von ca. 8 % (mind. 5 %) einkalkulieren RME altert schneller als Diesel (Quelle: RKL, UFOP) 18

19 Vor- und Nachteile des RME-Einsatzes Vorteile Nachteile fast geschlossener CO 2 -Kreislauf fast kein Schwefel weniger Russanteil 50 % weniger Schadstoffe (bis auf NOx: +10 %) kein Gefahrgut (nur WGK 1) RME mit Diesel mischbar europaweite Norm (DIN EN 14214) Freigaben liegen vor Mehrverbrauch preiswerte Alternative? Lackschäden (außer bei Metallic) Geruch, wenn kalter Motor ohne Kat Qualitätsschwankungen?? 19

20 2. Nutzung von Pflanzenöl in der Landwirtschaft 20

21 21 Ölmühlen 2007 Quelle: TFZ, Bayern Summe Thüringen Schleswig-Holstein Sachsen-Anhalt Sachsen Saarland Rheinland-Pfalz Nordrhein-Westfalen Niedersachsen Mecklenburg- Vorpommern Hessen Hamburg Bremen Brandenburg Berlin Bayern Baden-Württemberg Anzahl der Anlagen Bundesland

22 Verfahrensablauf bei der dezentralen Gewinnung pflanzlicher Öle Ölsaat Reinigen Pressen Preßkuchen Truböl Reinigen Rohöl Raffinieren (Absetzen, Filtrieren, Zentrifugieren) Raffinat 22

23 Kennwerte von kalt gepresstem und raffiniertem Rapsöl (1) Parameter Prüf- Einheit Grenzwert nach Rapsöl - Rapsöl - vorschrift Vornorm E DIN Raffinat kalt gepresst Dichte bei 15 C DIN EN ISO kg/m Flammpunkt DIN EN 2719 C min. 220 nach P.-M Heizwert DIN kj/kg min Kin. Viskosität bei 40 C DIN EN ISO 3104 mm 2 /s max ,7 34,8 Koksrückstand DIN EN ISO Masse-% max. 0,4 0,20 0,39 Jodzahl DIN g/100 g ASTM D Schwefelgehalt mg/kg max. 10 <0,2 6,0 (Quelle: Schümann, Uni Rostock 2005) 23

24 Kennwerte von kalt gepresstem und raffiniertem Rapsöl (2) Parameter Prüf- Einheit Grenzwert nach Rapsöl - Rapsöl - vorschrift Vornorm E DIN Raffinat kalt gepresst Gesamtverschmutzung DIN EN mg/kg max Neutralisationszahl DIN EN ISO mg KOH/g max. 2, ,23 1,6 Oxidationsstabilität ISO 6886 h min. 6 9,1 5,6 ASTM D Phosphorgehalt mg/kg max Summe Ca und Mg DIN EN mg/kg max. 20 1,4 15 Aschegehalt DIN EN ISO 6245 Masse-% max. 0,01 <0,001 0,006 DIN EN ISO Wassergehalt Masse-% max. 0,075 0, (Quelle: Schümann, Uni Rostock 2005) 0,062 24

25 Ursachen für schlechte Ölqualität schlechte Saatqualität oder lagerung fehlende Reinigungsschritte ungeeignete Pressbedingungen fehlende bzw. nicht sachgerecht betriebene Sicherheitsfilter verschmutzte Lagerbehälter (Quelle: Schümann, Uni Rostock 2004) 25

26 Anpassung an den Rapsölbetrieb Spezialmotor: z.b. Elsbett, Duotherm-Motor Umrüstung von Serienmotoren Starten Vollast Teillast Abschalten Winter 1-Tank- System Rapsöl Rapsöl Rapsöl Rapsöl Diesel, Rapsöl 2-Tank- System Diesel Rapsöl Diesel, Rapsöl Diesel Diesel, Rapsöl 26

27 Dieseltank beim 2-Tank-System 27

28 Veränderungen an der Kraftstoffanlage ATG 3E eoil Hausmann VWP System: 2-Tank 2-Tank 1-Tank 1-Tank 1-Tank Leitungs-querschnitt: X X O X O Vorwärmung - Rapsöl: X X O O - Motor: O O - Filter: O X Kraftstofffilter, - pumpe: X (Quelle: Paulsen, Schädlich (FAL); Landw. Wochenblatt 43/2005) 28

29 Zusätzliche Kraftstofffilter und Wärmetauscher 29

30 Veränderungen an Motor und Einspritzanlage ATG 3E eoil Hausmann VWP System: 2-Tank 2-Tank 1-Tank 1-Tank 1-Tank Anpassung Vorglühen: O Brennraumgeometrie: Andere Düsen: Einspritzwinkel: Einspritzdruck: Beheizte Düsen: X X O X X X X Einspritzzeitpunkt: O O X (Quelle: Paulsen, Schädlich (FAL); Landw. Wochenblatt 43/2005) 30

31 Sonstige Veränderungen ATG 3E eoil Hausmann VWP System: 2-Tank 2-Tank 1-Tank 1-Tank 1-Tank Vorbehandlung Rapsöl: O X Überhitzungsschutz Einspritzanlage: X Kraftstofferkennung: X Ölwechsel: 250 h h normal 250 h (Infoblatt) 250 h (Quelle: Paulsen, Schädlich (FAL); Landw. Wochenblatt 43/2005) 31

32 Felderprobung Rapsöl pur Kriterien für die Auswahl der Umrüstsysteme Im ganzen Bundesgebiet angeboten Mindestens 5 Referenzmaschinen (vom Hersteller benannt aber nicht untersucht) Serienmaschinen Mindestens 200 Betriebsstunden mit Rapsöl Die Einsatzprofile sollten üblicher Praxis entsprechen 32

33 Eigenschaften der bewerteten Systeme Rapsöl-Betriebsstunden Anteil Umrüster System Anzahl von bis Durchschnitt Schlepper 3 E 2-Tank % ATG 2-Tank % Beam plus 1-Tank % Eigenumbau 2-Tank % Elsbett 2-Tank % E-Oil 1-Tank % Graml 2-Tank % Greten 2-Tank % Hausmann 1-Tank % Rapstruck 2-Tank % VWP 1-Tank % Summe % (Quelle: Dönges, Traulsen (DEULA SH); Felderprobung Rapsöl pur)

34 Bewertungsskala (motorbezogene Kriterien) Bewertung: sehr gut gut normal Probleme schwere Probleme Note: Störungen absolut keine keine kleine, durch Betreiber behoben Werkstatt (z.b. Umschaltventile, Undichtigkeiten im Kraftstoffsystem) Schäden an Einspritzpumpen, Motorkomponenten (z.b. Längsriefen) Ablagerungen (Brennraum, Ventile,Düsen) wie bei Diesel wie bei Diesel wie bei Diesel mehr als üblich deutliche bis starke Einspritzdüsen (Öffnungsdruck, Spritzbild) ohne Befund ohne Befund Öffnungsdruck bis -10 bar deutliche Abweichungen tropfen oder Ausfall Pflanzenöl im Motoröl unter 4 % unter 6 % unter 8 % über 10% über 15 %, Polymerisation Leistung und Verbrauch nicht auffällig nicht auffällig nicht auffällig leicht auffällig deutliche Leistungseinbußen Startprobleme keine keine keine sporadisch immer wieder (Quelle: Dönges, Traulsen (DEULA SH); Felderprobung Rapsöl pur)

35 Benotung und Schadenshäufigkeit Schäden (Anzahl Motoren) Schäden (% Motoren) Umrüster System Note ohne kleine Werkstatt ohne kleine Werkstatt 3 E 2-Tank 1, % 14% 0% ATG 2-Tank 1, % 0% 0% Beam plus 1-Tank 3, % 45% 45% Eigenumbau 2-Tank 2, % 0% 0% Elsbett 2-Tank 1, % 0% 0% E-Oil 1-Tank 2, % 20% 23% Graml 2-Tank 2, % 38% 0% Greten 2-Tank 1, % 9% 0% Hausmann 1-Tank 1, % 0% 0% Rapstruck 2-Tank 1, % 9% 0% VWP 1-Tank 1, % 0% 0% Summe Durchschnitt 2,11 78% 14% 8% (Quelle: Dönges, Traulsen (DEULA SH); Felderprobung Rapsöl pur)

36 Problematische Einsatzbereiche beim Rapsölbetrieb Schlepper mit häufigen Kaltstarts und Teillastbetrieb vermehrter Rapsöleintrag ins Motoröl, Ablagerungen an Düsen und Ventilen Winterbetrieb Rapsöltransport zum Schlepper und im Schlepper (Tanken, Starten) Geringer Jahresverbrauch Umrüstkosten rechnen sich nur bei Maschinen, die Diesel verbrauchen

37 Annahmen für die Kalkulation Dieselpreis (frei Hof): Rapsölpreis (frei Hof): Tankanlage: Dieselersatz: Umrüstung kleiner Schlepper(10 l/h): mittlerer Schlepper(15 l/h): großer Schlepper(20 l/h): Abschreibungszeit (Ende 2011): Versicherung: Ölwechsel: Zusätzliche Wartung: 1,10 /l 0,70 /l % Jahre 700 /Jahr 250 h 100 /Jahr

38 Wirtschaftlichkeit der Umrüstung im landwirtschaftlichen Betrieb Gesamt- Verbrauch [l/jahr] Schlepper Nr. Sh/ Jahr Verbrauch [l/jahr] Gewinn (+) Verlust (-) Summe [ /Jahr]

39 Beratungsempfehlungen Biodiesel kann relativ problemlos eingesetzt werden, das Einsparpotenzial ist aber bei derzeitigen Preisrelationen gering Rapsöl ist (bei derzeitiger Steuersituation) wirtschaftlich deutlich interessanter Das Einsatzspektrum des Schleppers entscheidet, ob es sinnvoll ist, auf Rapsölbetrieb umzurüsten Der jährliche Verbrauch des Schleppers ist entscheidend für die Wirtschaftlichkeit, nicht die Kosten der Umrüstung

40 Biodiesel- Pflanzenöl - BtL Biodiesel Reines Pflanzenöl BtL-Choren Bruttokraftstoffertrag 2005: 51/ : 51/ : 135/3907 GJ/ha bzw. l Kraftstoffäquivqlente/ha 2015: 60/ : 60/ : 158/4558 Nettoenergieertrag (GJ/ha) 2005: : : : : : 138 Erzeugung bzw. 2005: 5,5 2005: 0,7 2005: 0 Erzeugungspotenzial 2015: : : 15,5 (in % des substituierten Kraftstoffs) Produktionskosten 2005: : : 30 (Euro/GJ) 2015: : : 15,5 Int. Wettbewerbsfähigkeit 2005: 1,2 bis 1,3 2005: 1,3 2005: k.a. 2015: 1,3 2015: 1,3 bis 1,4 2015: k.a. CO2-Einsparung t/ha 2005: 3,4 t 2005: 3,3 t 2005: 10t 2015: 4 t 2015: 3,8 t 2015: 12 CO2-Vermeidungskosten ( /t CO2) 2005: : : : : : 115 Aufwand Markteinführung 2005: 1Mrd Steuer 2005: > 50 Mio 2005: F&E 2015: Förderung 2015: Förderung 2015: Markteinführung 40 Quelle: FNR 2006

41 Fazit: - EU und Bundesregierung verfolgen das Ziel den Anteil an Biokraftstoffen kontinuierlich zu steigern und setzen dafür den Rahmen - Das Kraftstoffquotengesetz beinhaltet ab 2009 Wettbewerbselemente - Der Reinkraftstoffmarkt bei Pflanzenöl und Biodiesel ist angesichts der Besteuerung unter Druck Unklar ist eine Reinkraftstoffstrategie - Aktuell gibt es Zentralisierungstendenzen aber auch starke innovative dezentrale Projekte - Landwirtschaft ist von der Biokraftstoffsteuer befreit (zukünftig evtl. der ÖPNV) - Politischer Handlungsbedarf besteht aktuell bei Zertifizierung und Quoten: - Anforderungen an die nachhaltige Flächenbewirtschaftung auch für Importe - Welche Rolle spielen bei der Zertifizierung CO 2 - und Ökobilanzen - ggfs. Anhebung der Quoten 41

42 Gefragt sind innovative Lösungen! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 42