Pflanzenöl- Potenziale u. Eigenschaften

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1 Energie aus Pflanzenöl Seminar am in Mold Pflanzenöl- Potenziale u. Eigenschaften Kurt Krammer & Josef Rathbauer Bundesanstalt für Landtechnik A-3250 Wieselburg Februar 2004 Seite 1

2 Inhalt Energiesituation Potenziale und Anbauflächen Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Pflanzenöl Rohstoffaufbereitung und Ölproduktion Technische Anforderungen an Pflanzenöl Februar 2004 Seite 2

3 Energiesituation Februar 2004 Seite 3

4 Energiequellen Deutsche Shell Aktiengesellschaft Lebenszyklen von Energiequellen in Prozent traditionelle Biomasse Kohle Öl, Gas Erneuerbare Energie noch offen 10 Kernkraft Quelle: Deutsche Shell AG SSDV/ds 1999 Februar 2004 Seite 4

5 Energieszenario Deutsche Shell Aktiengesellschaft Weltenergieverbrauch bis 2060 Exajoules Szenario: nachhaltiges Wachstum - Erneuerbare Energie noch offen Geo- / ozeanische Energie Solarenergie Neue Biomasse Windenergie 500 Wasserkraft Trad. Biomasse Kernkraft Erdgas Erdöl Kohle exa = Exajoule = 34,12 Mio t SKE Quelle: Deutsche Shell AG SSDV/ds 1999 Februar 2004 Seite 5

6 Ölfrüchte- Potentiale und Anbauflächen Februar 2004 Seite 6

7 otentiale u. Anbauflächen Österreich hat eine Staatsfläche von km² Waldfläche von km² (Tendenz steigend) landwirtschaftl.nutzfläche rund km² Ackerland von rund 1,38 Mio. ha Raps sollte als Fruchtfolgeglied einen Anteil von 25 % nicht überschreiten maximale Raps-Anbaufläche von ca ha Februar 2004 Seite 7

8 ntwicklung der Anbauflächen Ölsaaten [1000 ha] Winterraps 3,9 40,8 87,3 64,8 51,3 Sonnenblumen 0,3 23,3 28,6 24,2 22,3 Brache* 14,5 20,5 123,9 106,4 110,8 (7,6 Raps) (6,0 Raps Ackerland ges * Ab 1996: inkl. nachwachsender Rohstoffe Grüner Bericht 1999 und 2000, AM Februar 2004 Seite 8

9 Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Pflanzenölen Februar 2004 Seite 9

10 Pflanzenöle Pflanzenöle sind chemisch gesehen Triglyceride: 3-wertiges Glycerinmolekül + drei langkettige Fettsäuren Die einzelnen Fettsäuren können gesättigt (keine Doppelbindungen) einfach ungesättigt (eine Doppelbindung) mehrfach ungesättigt (mehrere Doppelbindungen) sein Neben den Glyceriden sind in den Ölen noch Fettbegleitstoffe, wie z.b Phospholipide enthalten. Diese sind eine vielfältige Stoffgruppe zu de auch Lecithin zählt. Februar 2004 Seite 10

11 Fettsäuremuster von Rapsöl Fettsäure % C - Atome Doppelbindungen Palmitinsäure 3,2 5, Stearinsäure 1,0 2, Ölsäure 52,6 63, Linolsäure 20,7 28, Linolensäure 10,1 15, Erucasäure 0,0 1, Erucasäure Linlensäure Linolsäure Ölsäure Stearinsäure Palmitinsäure Anteil in % Februar 2004 Seite 11

12 Ersatz für fossile Energie Vorteile von Pflanzenöl: Energie die nachwächst Umweltfreundlich Produktion und Verbrauch in der Region Hohe Energiedichte Problemloser Transport und Lagerung Gute Schmiereigenschaften Positive Energiebilanz Februar 2004 Seite 12

13 Einsatzmöglichkeiten Nutzung als Lebensmittel Energetische Nutzung in Blockheizkraftwerken als Kraftstoff für Fahrzeuge (Pflanzenölmotor) als Heizöl Stoffliche Nutzung Grundstoff zur Erzeugung von Schmierstoffen Grundstoff für die chem. Industrie Februar 2004 Seite 13

14 Rohstoffaufbereitung und Ölproduktion Februar 2004 Seite 14

15 Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie 1. Größere Anlagen: Bruck / Leitha:! t/a Raps und Sonnenblume! Mechanische Pressen & Extraktion!Teil- und Vollraffinat!Speiseöl, PÖ, Biodiesel Aschach:! t/a Raps!Mechanische Pressen!Vollraffinat, Speiseöl VOG Aschach Februar 2004 Seite 15

16 Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie 2. Bäuerl. Gen. / Gewerbliche Anlagen: Asperhofen: ca. 800 kg Saat/h; dzt. nur AME Mureck: t Raps/a, RME Güssing: t Raps/a, RÖ, RME Starrein: t Raps/a, RME, RÖ Höhmbach: t/a; div. Ölsaaten, LM, PÖ Heidenreichstein: t Raps /a, LM, RÖ Kautzen: 610 t Raps/2001, Kraftstoff Oberwaltenreith: t Mariend./a Februar 2004 Seite 16

17 Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie 3. Bäuerliche Einzelbetriebe: Rund Kleinanlagen mit kontinuierlichen Schneckenpressen!v.a. Raps; Speiseöle Direktvermarktung, PÖ Unbekannte Anzahl an diskontinuierlichen Presse für die Erzeugung von Speiseölen!z.B.: Kürbiskernöl Februar 2004 Seite 17

18 Zentrale Ölgewinnung Anlieferung und Lagerung der Ölsaat Flockierung Presskuchen Konditionierung Pressung Extraktion Rohöl C, 30 min Raffination: Vollraffinat Entschleimung Entsäuerung Bleichung Desodorierung Februar 2004 Seite 18

19 Dezentrale Ölgewinnung Anlieferung und Lagerung der Ölsaat Presskuchen Reinigung Trocknung Pressung Trüböl Reinigung: durch Sedimentation oder Filtration oder Zentrifugation Reinöl Sicherheitsfilter Februar 2004 Seite 19

20 Ölpresse Quelle: Fa. Keller Februar 2004 Seite 20

21 Ölpresse der BLT Februar 2004 Seite 21

22 Kammerfilterpresse Quelle: Fa. Keller Quelle: Fa. Keller Februar 2004 Seite 22

23 Lagerung von Pflanzenölen Möglichst konstante Lagertemperatur (ca. +10 C) Lagertank sollte nicht im Freien stehen (Witterungseinflüsse) Möglichst dunkel lagern Tank grundsätzlich verschließen (Luftfeuchtigkeit) Keine kraftstoffführende Teile aus Kupfer oder Messing Entnahmestelle nicht an der tiefsten Stelle Lagertank sollte vollständig entleerbar und leicht zu reinigen sein Februar 2004 Seite 23

24 Technische Anforderungen an Pflanzenöl Februar 2004 Seite 24

25 Rapsöl oder Biodiesel?? "Wesentliche Unterschiede in den Eigenschaften zwischen Pflanzenöl und Dieselkraftstoff "Verbrennung von Pflanzenöl im direkteinspritzenden Dieselmotor verursacht Verkokungen "Deshalb ist die Verwendung von Pflanzenöl in direkteinspritzenden Dieselmotoren ohne Umbaumaßnahmen nicht zu empfehlen!! "Entscheidung notwendig: - Kraftstoff an Motor anpassen (Umesterung) - Motor an Kraftstoff anpassen (Pflanzenölmotor) Februar 2004 Seite 25

26 Umesterung Methanol Katalysator Glyzerin Pflanzenöl Umesterung Biodiesel " Februar 2004 Seite 26

27 Kraftstoffe im Vergleich Einheit Diesel Rapsöl Rapsölmethylester Heizwert MJ/kg 42,4 37,6 37,2 Dichte bei 20 C kg/dm³ 0,83 0,92 0,88 Viskosität bei 20 C mm²/s ,2 Flammpunkt C >55 >220 >100 Zündwilligkeit CZ >49 - >49 Februar 2004 Seite 27

28 Viskositätsverlauf von Rapsöl Viskosität in mm²/s Temperatur in C Februar 2004 Seite 28

29 Februar 2004 Seite 29