Bioalkohol als Alternativtreibstoff - eine Schnapsidee

Experimente:
Versuch: Verbrennung von Kohlenwasserstoff/Alkohol-Gemischen
Versuch: Alkoholische Gärung
Versuch: Nachweis von Alkoholen in Benzin


An diesem oft zitierten Beispiel kann man besonders gut den Unsinn der Biomasse-Treibstoffe verdeutlichen.

Alkohole dienen bereits als reine Treibstoffe. Ihre Verbrennungswärme ist zwar nicht so hoch wie die von Kohlenwasserstoffen, aber sie verbrennen bemerkenswert rußfrei (-> Versuch).

Deswegen werden Ethanol und Methanol zu etwa 3 Vol% dem Benzin beigemischt. Dadurch werden die Motoren noch leistungsfähiger, die Treibstoffe klopffester und verbrennen besser (-> Versuch). Denn Alkohole sind Radikalfänger ("Scavenger"). Jetzt wird auch verständlich, warum Alkohole rußfrei verbrennen: Sie erlauben einfach keine rußbildenden Crackprozesse, die auf Radikalbildung zurückgehen. Soweit kann man die Verwendung noch einsehen.


Ausgangsmaterial für Bioalkohol
Zunächst nutzt man wie in Brasilien Zuckerrohrabfälle. Hier ist aber auch das vielzitierte Chinaschilf zu nennen. Man diskutiert auch die Herstellung von Alkohol aus Kartoffeln, um EU- und andere Überschüsse abzubauen. Mal abgesehen davon, dass man diese Knollen besser essen sollte: Aus einer Tonne Kartoffeln lassen sich gerade 100 l Ethanol gewinnen. Außerdem ist für die biotechnologische Gewinnung von Ethanol durch alkoholische Gärung die Energiebilanz negativ.


Wie stellt man den "Bioalkohol" eigentlich her?
Zunächst pflanzt man die auf besonders hohen Stärkegehalt gezüchteten Kartoffeln. Hinzu kommen Düngen und Behandeln mit Pestiziden z. B. gegen Kartoffelfäule oder den Kartoffelkäfer. Man erntet und wäscht sie. Dann behandelt man sie mit heißem Wasserdampf, der unter hohem Druck steht. Dem dabei entstandenen Kartoffelbrei (Vormaische) setzt man das meist aus Gerste gewonnene Enzym Diastase zu. Diese verdaut die Kartoffelstärke wie du mit deinem Speichel: Sie baut sie zu Malzzucker ab, die sich in der Maische befindet.

Nach Zugabe der Hefe zur Maische setzt dann die alkoholische Gärung ein: In mächtigen Gärbottichen muss das Gemisch unter Wärmezufuhr 72 Stunden gären. Dann haben sich Ethanol und Kohlenstoffdioxid gebildet. Aber nicht annähernd der gesamte Malzzucker ist umgesetzt worden: Oberhalb von etwa 10 Vol% Ethanol hört die Gärung auf, weil sich die Hefen selbst vergiften (-> Versuch).

Um nun reines Ethanol zu erhalten, muss die vergorene Maische in ca. 10 m hohen Destillationstürmen destilliert werden. In jedem Turm befinden sich mehrere Glockenböden, wie du sie aus der Erdöldestillation kennst. Es handelt sich hier also um eine fraktionierte Kolonnendestillation. Auf diese Weise wird das Destillat schließlich auf einen Ethanolgehalt von ca. 85 Vol% angereichert. Dann wird das zu teuer, weil zu energieaufwendig.

Und nun? Wie macht man aus einem verwässerten Ethanol einen Benzinzusatz? Durch einfache Destillation kann man das Wasser nicht entfernen. Man erhält immer nur 96%igen Ethanol. Den kann man immer noch nicht als Treibstoff verwenden.
Aber man kann zu dem Ethanol/Wasser-Gemisch Toluol zusetzen. Wenn man dann destilliert, schleppt das Toluol das Wasser mit einem Teil des Alkohols hinaus. Zurück bleibt ein Ethanol/Toluol-Gemisch, ein klopffester Zusatz zum Benzin. Das ist der eigentliche Bioalkohol, der als Treibstoff angepriesen wird.

Ein Problem ist der Rückstand der Gärung, die Schlempe. Bei der Produktion von 100 l Ethanol fallen 800 l davon an. Sie ist aber ein gutes Viehfutter; die Tiere produzieren Dünger für neue Kartoffelfelder, Fleisch für Bouletten und Methan für den Treibhauseffekt...(usw.).


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Letzte Überarbeitung: 02. September 2010, Dagmar Wiechoczek