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Februar 2004 Seite 1
PflanzenölPflanzenöl--PotenzialePotenziale u.u. EigenschaftenEigenschaften
Kurt Krammer & Josef RathbauerBundesanstalt für Landtechnik
A-3250 Wieselburg
Energie aus PflanzenölSeminar am 20.2.2004 in Mold
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Februar 2004 Seite 2
Inhalt
• Energiesituation• Potenziale und Anbauflächen• Vorteile und Einsatzmöglichkeiten von Pflanzenöl• Rohstoffaufbereitung und Ölproduktion• Technische Anforderungen an Pflanzenöl
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Februar 2004 Seite 3
EnergiesituationEnergiesituation
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Energiequellen
Deutsche Shell Aktiengesellschaft
SSDV/ds 1999
in Prozent
0
10
20
30
40
50
60
70
80
1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
traditionelle Biomasse
Kohle
Öl, Gas
Kernkraft
ErneuerbareEnergie
noch offen
- 1860-2060 -
Lebenszyklen von Energiequellen
Quelle: Deutsche Shell AG
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Februar 2004 Seite 5
Energieszenario
Deutsche Shell Aktiengesellschaft
SSDV/ds 1999
0
500
1000
1500
1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020 2040 2060
noch offen
Geo- / ozeanische Energie
Solarenergie
N eue B iom asse
W indenergie
Kernkraft
W asserkraft
Erdgas
Erdöl
Kohle
Trad. B iom asse
Exajoules
Erneuerbare Energie
exa = 1018 1 Exajoule = 34,12 Mio t SKE
- Szenario: nachhaltiges Wachstum -
Weltenergieverbrauch bis 2060
Quelle: Deutsche Shell AG
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ÖlfrüchteÖlfrüchte--Potentiale und AnbauflächenPotentiale und Anbauflächen
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Potentiale u. Anbauflächen
• Österreich hat eine Staatsfläche von 83 900 km²• Waldfläche von 39 000 km² (Tendenz steigend)• landwirtschaftl.Nutzfläche rund 34 000 km²• Ackerland von rund 1,38 Mio. ha• Raps sollte als Fruchtfolgeglied einen Anteil von
25 % nicht überschreiten • maximale Raps-Anbaufläche von ca. 345 000 ha
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Entwicklung der Anbauflächen
1.3821.3861.4031.4061.488Ackerland ges.
110,8(6,0 Raps)
106,4(7,6 Raps)
123,920,514,5Brache*
22,324,228,623,30,3Sonnenblumen
51,364,887,340,83,9Winterraps
20001999199519901980Ölsaaten[1000 ha]
* Ab 1996: inkl. nachwachsender Rohstoffe Grüner Bericht 1999 und 2000, AMA
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Vorteile und EinsatzmöglichkeitenVorteile und Einsatzmöglichkeitenvon Pflanzenölenvon Pflanzenölen
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Pflanzenöle
Pflanzenöle sind chemisch gesehenTriglyceride:
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 der auch Lecithin zählt.
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Fettsäuremuster von Rapsöl
0 10 20 30 40 50 60
Anteil in %
Palmitinsäure
Stearinsäure
Ölsäure
Linolsäure
Linlensäure
Erucasäure
ErucasäureLinolensäureLinolsäureÖlsäureStearinsäurePalmitinsäureFettsäure
0,0 – 1,710,1 – 15,520,7 – 28,152,6 – 63,21,0 – 2,53,2 – 5,0
%
122318218118018016
DoppelbindungenC - Atome
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Februar 2004 Seite 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
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Einsatzmöglichkeiten
• in Blockheizkraftwerken• als Kraftstoff für Fahrzeuge (Pflanzenölmotor)• als Heizöl
Energetische Nutzung
Stoffliche Nutzung• Grundstoff zur Erzeugung von Schmierstoffen• Grundstoff für die chem. Industrie
Nutzung als Lebensmittel
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Rohstoffaufbereitung undRohstoffaufbereitung undÖlproduktionÖlproduktion
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Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie
1. Größere Anlagen:– Bruck / Leitha:
!250.000 t/a Raps und Sonnenblume!Mechanische Pressen & Extraktion!Teil- und Vollraffinat!Speiseöl, PÖ, Biodiesel
– Aschach:!40.000 t/a Raps!Mechanische Pressen!Vollraffinat, Speiseöl
VOG Aschach
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Februar 2004 Seite 16
Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie
• 2. Bäuerl. Gen. / Gewerbliche Anlagen:– Asperhofen: ca. 800 kg Saat/h; dzt. nur AME– Mureck: 3.000 t Raps/a, RME– Güssing: 3.000 t Raps/a, RÖ, RME– Starrein: 3.000 t Raps/a, RME, RÖ– Höhmbach: 1.000 t/a; div. Ölsaaten, LM, PÖ– Heidenreichstein: 1.000 t Raps /a, LM, RÖ– Kautzen: 610 t Raps/2001, Kraftstoff– Oberwaltenreith: 3.200 t Mariend./a
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Februar 2004 Seite 17
Ölgewinnungsanlagen: Mengen & Technologie
3. Bäuerliche Einzelbetriebe:– Rund 20 – 30 Kleinanlagen mit kontinuierlichen
Schneckenpressen!v.a. Raps; Speiseöle – Direktvermarktung, PÖ
– Unbekannte Anzahl an diskontinuierlichen Pressen für die Erzeugung von Speiseölen!z.B.: Kürbiskernöl
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Zentrale Ölgewinnung
Anlieferungund
Lagerung derÖlsaat
Presskuchen
PressungKonditionierung Extraktion
Vollraffinat
Rohöl
Raffination:
EntschleimungEntsäuerung
BleichungDesodorierung
75-110°C , 30 min
Flockierung
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Februar 2004 Seite 19
Dezentrale Ölgewinnung
Anlieferungund
Lagerung derÖlsaat
Presskuchen
PressungReinigungTrocknung Trüböl
SicherheitsfilterReinöl
Reinigung:durch
Sedimentationoder
Filtrationoder
Zentrifugation
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Februar 2004 Seite 20
Ölpresse
Quelle: Fa. Keller
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Februar 2004 Seite 21
Ölpresse der BLT
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Februar 2004 Seite 22
Kammerfilterpresse
Quelle: Fa. Keller
Quelle: Fa. Keller
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Februar 2004 Seite 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
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Februar 2004 Seite 24
Technische Anforderungenan Pflanzenöl
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Februar 2004 Seite 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 direktein-spritzenden Dieselmotoren ohne Umbaumaßnahmen nicht zu empfehlen!!
"Entscheidung notwendig:
- Kraftstoff an Motor anpassen (Umesterung)
- Motor an Kraftstoff anpassen (Pflanzenölmotor)
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Februar 2004 Seite 26
Umesterung
MethanolKatalysator
PflanzenölPflanzenöl Umesterung
Glyzerin
BiodieselBiodiesel
"
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Februar 2004 Seite 27
Kraftstoffe im Vergleich
>49->49CZZündwilligkeit
>100>220>55°CFlammpunkt
7,2705mm²/sViskosität bei 20°C
0,880,920,83kg/dm³Dichte bei 20°C
37,237,642,4MJ/kgHeizwert
Rapsöl-methylester
RapsölDieselEinheit
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Februar 2004 Seite 28
Viskositätsverlauf von Rapsöl
0255075
100125150175200225250
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Temperatur in °C
Visk
ositä
t in
mm
²/s
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Februar 2004 Seite 29