Biodiesel
im Kraftfahrzeug

© Manfred Borgwardt
   28.8.2005
  Techn. Stand: 02.2004		   www.beetle24.de

1.   Biodiesel, was ist das ?

Biodiesel ist ein Kraftstoff mit ähnlichen Eigenschaften wie Mineraldiesel, wird jedoch aus Pflanzenöl und nicht aus Erdöl gewonnen und somit aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt. *1)

 Biodiesel ist nach der neuen,  seit 2004 europaweit geltenden Norm EN 14214 in seiner Qualität und damit in seiner Eignung für die Nutzung als Kraftstoff definiert. Die alte Vornorm
V 51 606 ist damit ungültig geworden.

Mit  dem Betrieb von BIODIESEL als Ersatz für herkömmlichen Mineraldiesel sind folgende Vorteile verbunden:
    Sehr geringe Emissionen  von CO2, Kohlenwasserstoffen und Ruß
    Frei von Schwefel , Benzol und anderen Aromaten

Trotz aller Vorteile gibt es bei der Umstellung auf BIODIESEL erhebliche Probleme in Kraftfahrzeugen mit herkömmlicher Dieseltechnik. Deshalb halten sich viele Fahrzeughersteller gerade bei den aktuellen Modellen ab 2004 mit einer uneingeschränkten RME-Tauglichkeit deutlich zurück.

Nebenbei:  Viele Dieselautofahrer werden es nicht wissen, aber auch wenn sie nicht ausdrücklich Biodiesel tanken, haben bereits viele herkömmliche Dieselkraftstoffe viel "Bio" in sich. Bis maximal fünf Prozent Biodiesel mischen einige große Mineralölkonzerne in Abstimmung mit den Autoherstellern bereits jetzt in ihren Raffinerien bei und nutzen damit zum einen die Energie aus der Rapspflanze und zum zweiten die steuerliche Befreiung von der Mineralölsteuer für biogene Kraftstoffe, die seit dem 1. Januar 2004 auch für Beimischungen gilt.

*1) Quelle: delta-rmg.eu

Der folgende Bericht soll Ihnen Grundverständnis zum Thema Umrüstung auf BIODIESEL vermitteln.


2.   Begriffsbestimmungen

Biodiesel ist chemisch gesehen nur eine Art von vielen Methylestern. Die nachfolgende Übersicht erläutert Ihnen weitere gängige Begriffe:


FAME = Fatty Methyl Ester (Fettsäuremethylester)
FAME ist der Oberbegriff für alle Arten von Fettsäuremethylestern aus unterschiedlichen Rohstoffen. Damit sind neben BIODIESEL auch Stoffe gemeint, die ausdrücklich kein BIODIESEL und damit für Kraftfahrzeuge ungeeignet sind.



PME 
PME ist die übergreifende Bezeichnung für alle Methylester auf Pflanzenölbasis.
Je nach Grundstoff wird unterschieden:
    RME = Rapsölmethylester (für den Einsatz in Dieselmotore geeignet)
    SME = Sojaölmethylester (derzeit für den Einsatz in Dieselmotore ungeeignet)




RME = Rapsölmethylester
RME ist die Abkürzung für eine Sorte von FAME, welche ausschließlich aus Rapsöl hergestellt sind und auf die sich die Freigabeerklärungen der Fahrzeughersteller beziehen.

Erst wenn RME ausdrücklich die seit 2004 europaweit geltende Normen DIN  EN 14 214 erfüllt, ist es für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeignet und darf den Begriff BIODIESEL führen



BIODIESEL
BIODIESEL ist der Gattungsbegriff für eine Sorte von FAME , die für den Betrieb in Kraftfahrzeugen ausdrücklich freigegeben ist.
Fahrzeuge mit Dieselpartikelfilter (DPF) dürfen nicht mit RME-Kraftstoff gefahren werden.
In Deutschland ist der Begriff BIODIESEL nur für solche RME-Qualitäten gestattet,  die der seit 2004 europaweit geltenden Norm DIN / EN 14 214 entsprechen. Andere "biologische" Stoffe wie Pflanzenöle oder Gemische mit fossilen Brennstoffen oder anderen organischen Komponenten sind kein BIODIESEL.

 
3.   Verträglichkeit von RME-Kraftstoffen

Grundsätzlich ist der Einsatz von RME-Kraftstoffen bei herkömmlichen Dieselmotoren problematisch, die nur für normalen Diesel ausgelegt sind.


Schädigung Kraftstoffführender Komponenten
RME hat chemisch vergleichbare Eigenschaften wie Weichmacher und greift alle Schläuche und Dichtungen in Kraftstoffsystemen und - leitungen an. Schwerwiegende Schäden z.b. an Einspritzpumpen oder Dichtungen in Einspritzventilen sind die Folge.

Beim jedem Wechsel von Normaldiesel auf Biodiesel lösen die im Biodiesel enthaltenen aggressiven Stoffe Altablagerungen in Kraftstoffleitungen und Tank. Das führt rasch  zu Verstopfungen des Kraftstofffilters. Ein baldiger Wechsel des Kraftstofffilters (ca. < 300km) nach erster Umstellung auf Biodiesel ist daher obligatorisch.

Weiterhin begünstigt die hohe Wasserlöslichkeit von Biodiesel die Korrosion von Einspritzmechaniken.

Bei längeren Standzeiten von mehreren Wochen  wird daher empfohlen, das Fahrzeug mit mineralischem Diesel voll zutanken und während einer Strecke von ca. 50km zufahren. Damit werden möglichen Schäden an der Einspritzanlage entgegengewirkt.



Erhöhter Motorverschleiß durch Ölverdünnung
Beim Betrieb mit langen Leerlauf- oder bei Teillastphasen schlägt sich wegen der unvollkommenden Zerstäubung unverbrannter RME-Kraftstoff an der Zylinderwand nieder und gelangt in den Motorölkreislauf. Dort kann er aber wegen des vergleichsweise hohen Flammpunktes im heißen Motoröl nicht ausdunsten, verbleibt dort, verdünnt das Motoröl und verschlechtert damit drastisch die Schmiereigenschaften.
Erhöhter Motorverschleiß und die Gefahr versteckter Motorschäden können die Folge sein.



 Geringere Fahrleistungen, höherer Verbrauch möglich
Motormanagement, Einspritzdrücke und Abgasregelung sind auf normalen Diesel optimiert. RME verändert die Gemischzusammensetzung und den Verbrennungsablauf und kann damit Leistung und Momentenverlauf nachteilig beeinflussen.



 Unzureichende Regeneration eines Dieselpartikelfilters  (DPF)
Bei Fahrzeugen mit Dieselpartikelfiltern (DPF) müssen zur Regeneration (Entladung) die angesammelten Rußpartikel bei 600-650 Grad im Filter verbrannt werden.

Normalerweise reicht im lastarmen Betrieb die natürliche Regeneration nicht aus, da die Abgastemperatur mit unter 500 Grad zu gering ist.

Das Motorsteuergerät schaltet daher bei einem bestimmten Füllgrad des DPF auf aktive Regeneration um und spritzt beispielsweise im Schubbetrieb Kraftstoff ein, der nicht im Zylinder verbrennt, sondern im DPF verdampft und sich dort erst entzündet. Dadurch wird die notwendige Anhebung der Abgastemperatur erreicht.

Da RME eine höhere Reaktionstemperatur als Diesel hat, kann diese Form der aktiven Regeneration nur unvollständig ablaufen. Die Folge sind häufigere Regenerationsphasen und damit höherer Verbrauch, unter Umständen ein Verstopfen des Filters oder Betriebs- einschränkungen ( z.B. Aufforderung durch Störungslampe unverzüglich eine längere Strecke mit hoher Last zu absolvieren).

Bei Fahrzeugen mit Dieselpartikelfiltern (DPF) , bei denen die aktive Regeneration durch zusätzliches Einspritzen unverbrannten Kraftstoffes in die Zylinder unterstützt wird, kommt außerdem die schon oben genannte Ölverdünnung zum tragen.

Aus den genannten Gründen dürfen Fahrzeuge mit DPF nicht mit Biodiesel gefahren werden.



 Weitere Nachteile
  Generell ist die fehlende Wintertauglichkeit von unter -10 Grad bei RME-Kraftstoffen ein Problem, da die Kristallbildung so weit fortgeschritten ist, dass Teile des Kraftstoffsystems verstopfen. Erst durch Zugabe von mineralischem Diesel kann die Wintertauglichkeit verbessert werden  - allerdings nur geringfügig, da reiner mineralischer Diesel von Hause bereits nur beschränkt wintertauglich ist. Daher wird empfohlen, bei niedrigen Temperaturen nur mineralischen Dieselkraftstoff zu tanken.

  Unter ungünstigen Bedingungen und bei schon geringen Abweichungen von der Norm
DIN / EN 14 214 können Kraftstofffilter und Kraftstoffführende Komponenten durch RME verstopfen.

  Durch den höheren Flammpunkt vor allem bei Biodiesel von schlechter Qualität kann es Schwierigkeiten beim Kaltstart geben, da die Vorglühzeiten für Diesel optimiert sind.

  Bei Fahrzeuge mit kraftstoffgespeisten Zusatzheizungen ist die RME-Tauglichkeit des Zusatzgerätes zu beachten.
 




4.   RME-Tauglichkeit bei VW


Für die Freigabe- und Nachrüstmöglichkeit für RME gelten ausschließlich
die ständig aktualisierten Werksangaben, die Sie beim VW-Händler abfragen können.
Nach meinen Recherchen ergibt sich folgender Sachstand (8.2005):

  Fahrzeuge mit Dieselpartikelfilter (DPF) dürfen nicht mit RME-Kraftstoff gefahren werden.

  Die die neuen Modelle z.B. Golf A5, Passat B6 und Touran sind derzeit
  -  im Serienzustand des Fahrzeuges zur Verwendung von Biodiesel nicht freigegeben. 
  -  erst mit werkseitiger Sonderausstattung (PR-Nr. 2G0) RME-tauglich.
Anmerkung: 
   Denkbar ist der künftige Einsatz von Kraftstoffsensoren, der die jeweils günstigsten
   Emissionswerte im Betrieb mit Mineraldiesel und Biodiesel sicherstellt  - eine Notwendigkeit,
   um die künftigen Grenzwerte von EURO4 auch bei Biodiesel einzuhalten.

  Die älteren Modelle NewBeetle, GolfA4, Passat B5, Polo A03, Polo A04 ohne
     nachgerüsteten Dieselpartikelfilter (DPF) sind in serienmäßig RME-beständig, 
  - sofern dieses im Betriebshandbuch vermerkt  ist,
  -  zwischenzeitig durch VW auch nicht  widerrufen oder eingeschränkt wurde
  -  und der folgende Nachtrag beachtet werden:



  Nachtrag  02.2004 der Volkswagen AG *2)
       zur Eignung von Fahrzeugen mit Dieselmotor und RME (Biodiesel) 

  Verwenden Sie nur RME-Kraftstoff nach der neuen Norm DIN EN 14 214  (FAME)
  Bei RME-Kraftstoffen nach der alten Norm DIN 51606 ist eine ausreichende Kraftstoffqualität
     nicht gewährleistet. 
  Vergewissern Sie sich bei Ihrem Volkswagen Partner, ob Ihr Fahrzeug RME-Tauglich ist.
  RME-Kraftstoff ist wintertauglich nur bis ca. -10 Grad .
  Bei Außentemperaturen unter -10 Grad wird Winterdiesel empfohlen.
  RME kann den Verbrauch geringfügig erhöhen und die Fahrleistungen reduzieren.
  Bei der Umstellung auf RME kann der Kraftstofffilter verstopfen (Wechsel nach ca. 300Km).
  Bei geplanten Standzeiten von mehr als ca. 2 Wochen wird empfohlen, das Fahrzeug vorher
    mit mineralischem Dieselkraftstoff voll zu tanken und über eine Strecke von ca. 50Km
     zufahren, um Schäden an der Einspritzanlage zu vermeiden.
  Beachten Sie, dass bei Betrieb mit RME-Kraftstoff zusätzliche Arbeiten durchgeführt werden
     müssen (Kraftstofffilter entwässern, Kraftstofffilter ersetzen)

*2) Quelle: Volkswagen AG, "Nachtrag | Neue europäische Norm für RME-Kraftstoff "
Art.Nr. 214.552.RME.00,  Ausgabe 02.2004

Diese Dokumentation soll auf privater Basis ausschließlich technisches Grundverständnis vermitteln und ist ausschließlich zur unverbindlichen Information bestimmt.

Alle Angaben und Darstellungen basieren auf eigenen Recherchen und  frei verfügbaren Quellen. Sie sind unverbindlich und freibleibend, da Änderungen des Lieferumfanges in Form, Ausstattung und Technik sowie die Rechtsgrundlagen sich nach Drucklegung laufend verändern können. Ebeso übernehme ich keine Haftung für Schäden und deren Folgen, die sich aus diesen Informationen ergeben könnten.
Alle konkreten Fragen zum Betrieb Ihres Fahrzeuges mit RME-Kraftstoff richten Sie bitte ausschließlich an Ihren VW-Fachbetrieb.

© Manfred Borgwardt
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