Projekt-783: CAMELINA - Technische Eignung von Pflanzenölmethylester mit einer hohen Jodzahl (Sonnenblumenölmethylester, Leindotterölmethylester)

Prüfstandsversuche: Mit den Versuchskraftstoffen RME, SME und CME wurden Dauerläufe über 250 h unter gleichen Versuchsbedingungen am Motorprüfstand durchgeführt. Es wurden laufend Ölproben analysiert und der Motor nach jedem Dauerlauf inspiziert. Es zeigte sich ein Unterschied im Anstieg der Viskosität in Abhängigkeit von der Jodzahl. CME-Produktion und Analysen: Zur Herstellung des Versuchskraftstoffs für den Flottenversuch wurden von der BVW GmbH im Jahr 1997 insgesamt 50 ha Leindotter angebaut und etwa 95 t Saat geerntet. Die Saat wurde an der BLT Wieselburg gepresst und zu etwa 30.000 l CME umgeestert. Die hohe Jodzahl von etwa 150 wird hauptsächlich durch den Gehalt von 37% Linolensäure (C18:3) verursacht. Flottenversuch mit CME: Im Jahr 1998 wurde ein Flottenversuch mit CME durchgeführt. 9 Fahrzeuge (5 Traktoren und 4 PKW) sowie 1 stationärer Motor wurden über 1 bis 3 Ölwechselintervalle mit CME betrieben. Die Laufleistung betrug zwischen 160 und 730 h bei den Traktoren und zwischen 10.000 und 46.000 km bei den PKW. Motorleistung und Wirkungsgrad lagen bei den Traktoren am Versuchsende tendenziell höher, die Rauchmessung ergab bei CME gegenüber Dieselkraftstoff um durchschnittlich 50% geringere Werte. Die Analyse des Motoröles zeigte bei 4 Traktoren eine erhebliche Verdünnung des Öles mit Kraftstoff. Dies führte zur Absenkung der Viskosität und der TBN (Total Base Number). Der Rußgehalt war bei allen Ölproben gering. Bei diesen Proben wurde ebenfalls eine hohe Gesamtverschmutzung (Alterungsprodukte des Kraftstoffes) festgestellt. Die Motoren waren bei der Abschlussuntersuchung in einem der Laufleistung entsprechenden guten und sauberen Zustand. Es wurden keine auffallenden Veränderungen bei den Ablagerungen im Bereich des Zylinderkopfes, der Ventile, des Auslasskanals, des Feuersteges, der Zylinderlaufbahn und der Kolbenoberfläche beobachtet. Im Ansaugkanal und bei den Einlassventilen wurden geringfügige Ablagerungen festgestellt. Bei den direkteinspritzenden Motoren fanden sich trompetenförmige Ablagerungen ringförmig um die Düsenöffnungen. Eine starke Belagsbildung am Nutgrund der Kolbenringe wurde nicht beobachtet. Der gesamte Flottenversuch verlief ohne größere Probleme. Der laufende Betrieb der Versuchsfahrzeuge wurde von den Fahrzeugbetreibern in Fahrtenbüchern dokumentiert. In einem Fall mussten Dichtungsteile der Einspritzpumpe und bei mehreren Fahrzeugen die Kraftstofffilter getauscht werden. Untersuchungen der Lagerstabilität der verwendeten Methylester: Es wurden Lagerungsversuche in Stahlbehältern über einen Zeitraum von 18 Monaten durchgeführt. Als Maßstab für die Alterung wurden Peroxidgehalt, Fettsäuremuster, Viskosität, Gehalt an freien Fettsäuren und Gehalt an Aldehyden herangezogen. Mit Ausnahme des Peroxidgehaltes (Anstieg in den ersten Monaten) zeigten sich nur geringfügige Veränderungen und damit keine Hinweise auf eine fortgeschrittene Alterung. Die Durchführung von beschleunigten Alterungstests (Schaal-Test, 65°C) zeigte eine geringere Stabilität von SME im Vergleich zu RME und CME, die vermutlich durch einen niedrigeren Gehalt von natürlichen Antioxidantien verursacht wurde. Landwirtschaftliche Untersuchungen: In den Jahren 1996 bis 1998 wurden bei den Bundesversuchswirtschaften in Wieselburg und Fuchsenbigl Erfahrungen beim Anbau von Leindotter gesammelt. Bei variierenden Böden und Witterungsbedingungen wurden Erträge zwischen 1300 und 2600 kg/ha erzielt. Anbau und Ernte ist mit Standardmaschinen problemlos durchführbar. Am Bundesamt und Forschungszentrum für Landwirtschaft wurden exakte Parzellenversuche (Saatstärke, Reihenweite) durchgeführt und dabei hochgerechnete Erträge bis zu 1850 kg/ha erzielt. Der Fettertrag lag bei 760 kg/ha, der Fettgehalt war sehr einheitlich bei rund 41,5%. Im Jahre 1998 wurden Sortenversuche durchgeführt. Das Tausendkorngewicht lag bei 0,85 bis 1,57 g, die hochgerechneten Erträge streuten zwischen 1000 bis 1800 kg/ha. Versuche in Irland zeigten, dass Stickstoffgaben über 75 bis 100 kg N/ha keine Ertragssteigerungen mehr bewirken. Von 20 untersuchten Herbiziden sind unter irischen Bedingungen lediglich 3 erfolgsversprechend. Im Vergleich zu Sommerraps hat Leindotter etwas höhere Erträge bei gleichzeitig geringerem Stickstoffbedarf gebracht. Ein weiterer Vorteil von Leindotter ist seine Ausfallsfestigkeit. Am BFL wurde die Verwendung von Leindotter-Presskuchen als Düngemittel (Topfversuch mit Raygras, Freilandversuch mit Kartoffeln) untersucht. Es zeigte sich eine gute Düngewirkung im Vergleich zu anderen organischen Düngern. Großflächige Düngungsversuche wurden von der BVW GmbH bei Zuckerrübe durchgeführt. Die Erträge waren mit einer mineralischen Düngungsvariante vergleichbar. Schlussfolgerungen: Das interdisziplinäre europäische Projekt konnte mit großem Erfolg abgeschlossen werden. Die technischen Untersuchungen am Motorprüfstand und im Flottenversuch zeigten, dass die Jodzahl von Biodiesel nicht notwendigerweise auf 115 beschränkt werden muss. Diese Erkenntnisse sind in die laufende Normierung von Biodiesel auf europäischer Ebene eingeflossen. Die Erwartungen an Leindotter als Kultur, die mit geringem Aufwand einen zufriedenstellenden Ertrag liefert, wurden nur zum Teil erfüllt. Besondere Ansprüche stellt Leindotter an die Bodenbearbeitung und Saatbeetbereitung. Die Ergebnisse des Projekts wurden in einem 3-teiligen Bericht zusammengefasst und veröffentlicht: Teil A (Technical Investigations, in Englisch) enthält allgemeine Projektinformationen und die Zusammenfassung der technischen Untersuchungen Teil B enthält detaillierte Ergebnisse des Flottenversuchs mit CME Teil C enthält die Ergebnisse der landwirtschaftlichen Untersuchungen