Energetische Verwendung von nativem Pflanzenöl in Österreich

Energetische Verwendung von nativem Pflanzenöl in Österreich
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Energetische Verwendung
von nativem Pflanzenöl in Österreich
Dipl.-Ing. Josef Rathbauer
Dipl.-Ing. Heinrich Prankl
Ing. Kurt Krammer
BLT - Bundesanstalt für Landtechnik, Österreich
Rottenhauserstraße 1, A-3250 Wieselburg, Tel.: +43 7416 52175-0; Fax: DW 45
www.blt.bmlf.gv.at
Zusammenfassung
Das Produktionspotential für Rapsöl liegt in Österreich unter Berücksichtigung pflanzenbaulicher Grenzen bei rund 345.000 t pro Jahr. Die derzeitigen Produktionsmengen liegen bei
rund 80.000 t Rapsöl auf Basis heimischer Produktion. Für die Rapsölgewinnung sind ausreichend Ölpressen verschiedener Größenkategorien installiert. Auf Grund der Preisentwicklung ist das Interesse an der direkten Verwendung von reinem Pflanzenöl sowohl in Fahrzeugen, als auch in stationärer Verwendung in Blockheizkraftwerken ist stark angestiegen.
1. Allgemeine Daten Österreichs, Potential
Österreich hat eine Staatsfläche von 83.900 km². Bei einer Einwohnerzahl von 8,1 Millionen
steht pro Kopf eine Fläche von rund 1 ha zur Verfügung. Die Waldfläche liegt bei 39.000 km².
Dies entspricht einem Anteil von 47 %. Aufgrund des Rückgangs der in der Landwirtschaft
Beschäftigten und der Topographie nimmt die Waldfläche im Durchschnitt der letzten Jahre
mit 7.700 ha pro Jahr zu. Dies unterstreicht die Bedeutung der auf der Holznutzung basierenden Bioenergieträger. Vom jährlichen Holzzuwachs von 31 Millionen Festmetern werden
nur rund zwei Drittel genutzt. So kommt es zu einem stetigen Anstieg des Holzvorrates in
den Wäldern. Die Nutzung dieser vorhandenen Biomasse ist in allen Konzepten prominent
vertreten. Die landwirtschaftliche Nutzfläche umfasst rund 34.000 km². Der Anteil des Ackerlandes nimmt stetig ab und liegt derzeit bei rund 1,38 Mio. ha. Die Fläche des Dauergrünlandes, derzeit 1,92 Mio. ha ist ebenso rückläufig.
In der nachfolgenden Tabelle 1 sind statistische Daten hinsichtlich des Ackerlandes und der
Ölsaaten zusammengestellt. Bis zum Jahr 1995 wurden die auf Bracheflächen angebauten
nachwachsenden Rohstoffe zu der jeweiligen Kulturart hinzugerechnet, ab 1996 sind diese
Flächen bei der Rubrik Brache inkludiert.
Tabelle 1: Ackerfläche und Ölsaatenanbaufläche in Österreich (Grüner Bericht 2000)
1980
1990
1995
1999
2000
Ölsaaten [ha]
Winterraps
Sommerraps und Rübsen
Ölsonnenblumen
Sojabohnen
Ölkürbis
Mohn
Sonstige (Saflor, Lein,
Mariendistel, etc..)
Brache*
3.941
---
40.844
---
87.307
1.939
64.775
993
51.334
428
291
------5.831
23.336
9.271
----6.871
28.550
13.669
8.957
2.567
1.415
24.249
18.541
12.004
1.175
8.027
22.336
15.537
10.376
654
7.866
14.522
20.541
123.866
106.441
110.806
(7.557 Raps)
(5981
Raps)
Ackerland gesamt
1,487.598 1,406.394 1,403.191 1,385.845 1,381.996
* ab 1996: inkl. nachwachsender Rohstoffe (1995 wurden diese bei der jeweiligen Fruchtart hinzugerechnet).
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In Tabelle 2 sind die durchschnittlichen Rapserträge pro Hektar aufgelistet. Die Durchschnittszahlen zeigen eher bescheidene Erträge. In Gunstlagen werden Hektarerträge bis zu
45 dt erzielt.
Tabelle 2: Rapserträge pro Hektar (Grüner Bericht 2000)
[dt/ha]
1980
1990
1995
1999
Winterraps zur Ölgewinnung
--24,9
30,1
29,7
2000
24,3
Raps sollte als Fruchtfolgeglied einen Anteil von 25 % nicht überschreiten. Unter Berücksichtigung dieses Wertes ergeben sich basierend auf den vorher genannten Werten als maximale Anbaufläche rund 345.000 ha. Bei einem Ölertrag von ca. 1000 kg/ha (1087 l/ha) ergeben
sich für Österreich somit als maximale Rapsölmenge rund 345.000 t/a.
2. Ölgewinnungsanlagen
In Österreich lassen sich die Pflanzenölgewinnungsanlagen in 3 Kategorien einteilen:
1. größere Verarbeitungsanlagen
2. Bäuerliche Genossenschaften (teilweise kombiniert mit Biodieselerzeugung)
3. Bäuerliche Einzelanlagen
In Tabelle 3 sind die jährliche Ölsaatenverarbeitungsmenge (teilweise geschätzt), die Technologie und der Einsatzzweck des gewonnenen Pflanzenöles zusammengefasst.
Tabelle 3: Pflanzenölgewinnungsanlagen in Österreich
1. Größere Anlagen
• Bruck/Leitha: 250.000 t/a Raps und Sonnenblume; Mechanische Pressen und anschließende Extraktion, Teil-, Vollraffinat, Speiseöl, Pflanzenöl für technische Zwecke, Biodiesel
• Aschach: 40.000 t/a Raps; Mechanische Pressen, Vollraffinat, Speiseöl
2. Bäuerliche Gen. / Ge• Asperhofen: Pressenleistung ca. 800 kg/h derzeit keine Ölwerbliche Anlagen
gewinnung, AME
• Mureck: ca. 3.000 t/a Raps, RME
• Güssing: ca. 3.000 t/a Raps, RÖ, RME
• Starrein: ca. 3.000 t/a Raps, RME, RÖ
• Höhmbach: ca. 1.000 t/a Raps, Zusätzliche andere Kleinmengen, Speiseöl, PÖ für technische Zwecke
• Heidenreichstein: ca. 1.000 t/a Raps; Speiseöl, RÖ
• Kautzen: 610 t/a Raps (2001), Kraftstoff
• Oberwaltenreith: 3.200 t/a Mariendistel, Öl als Koppelprodukt
3. Bäuerliche
• Rund 20 – 30 Kleinanlagen mit kontinuierlichen SchneckenEinzelbetriebe
pressen; v.a. Raps; Speiseöle – Direktvermarktung, PÖ
• Unbekannte Anzahl an diskontinuierlichen Pressen für die
Erzeugung von Speiseölen
Ein großer Teil der in der 2. Gruppe genannten Anlagen hätte noch Kapazitäten bezüglich
Pflanzenölgewinnung frei. Die wechselnden verfügbaren Rohstoffmengen sind für die Wirtschaftlichkeit nicht sehr förderlich.
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3. Pflanzenöl in Fahrzeugen
Die Idee Pflanzenöl direkt als Kraftstoff in Motoren einzusetzen ist so alt wie der Dieselmotor
selbst. Rudolf Diesel hat dies 1911 in seiner Patentschrift festgehalten, sein Motor wurde mit
Erdnussöl betrieben, da Petroleum nur zu hohen Preisen in Apotheken verfügbar war.
In den Zeiten als noch Zugtiere in der Landwirtschaft eingesetzt wurden, waren rund 10 %
der Ackerfläche für deren Ernährung nötig. Mit dem gleichen Flächenanteil könnte der gesamte Kraftstoffbedarf eines landwirtschaftlichen Betriebes abgedeckt werden.
Die ersten erfolgreichen Versuche mit Pflanzenöl-Benzin-Diesel Mischungen wurden in den
70er Jahren des vergangenen Jahrhunderts in der BLT mit einem Traktor mit einzylindrigem
Vorkammermotor durchgeführt. Die nachfolgenden Versuche mit einem Direkteinspritzer (43
kW) mit einer Rapsöl-Diesel Mischung (50/50) als Kraftstoff waren nicht so erfolgreich. Nach
knapp 400 Betriebstunden musste der Versuch abgebrochen werden. [Wörgetter, 1981]
In den letzten Jahren ist das Interesse an pflanzenöltauglichen Fahrzeugen angestiegen. Die
eingesetzte Motorentechnologie (Umbausätze) wurde zum überwiegenden Teil aus Deutschland übernommen. Die meisten Fahrzeugbetreiber produzieren das benötigte Pflanzenöl
selbst. Die Fahrleistungen pro Fahrzeug gehen bis zu 70.000 km Pflanzenölbetrieb. Die umgerüsteten Personenkraftwagen und Kleintransporter stammen vom VW-Konzern (VW, Seat,
Skoda), von Daimler-Chrysler, Renault, Ford und Mitsubishi. Im Februar 2001 wurden nach
Kenntnis der BLT etwa 25 bis 30 Fahrzeuge (in erster Linie PKWs, Kleintransporter, einige
wenige Traktoren) mit reinem Pflanzenöl betrieben.
Von der rechtlichen Seite ist Rapsöl oder Pflanzenöl als Kraftstoff in der Kraftstoffverordnung
nicht definiert. Die Verwendung dieses flüssigen Energieträgers in Fahrzeugen wird jedoch
nicht geahndet.
4. Pflanzenöl in BHKW
In Österreich ist die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern außer Wasserkraft im
Elektrizitätswirtschafts- und organisationsgesetz ElWOG (BGBl. 143/1998), im Energieliberalisierungsgesetz (BGBl. 121/2000) sowie jetzt neu im Ökostromgesetz (BGBl. I 149/2002)
geregelt.
•
•
•
Die Betreiber von Verteilernetzen sind verpflichtet, die ihnen angebotene elektrische Energie aus an ihrem Verteilernetz angeschlossenen Ökostromanlagen abzunehmen.
Als Ökostromanlagen sind Anlagen die auf Basis der erneuerbaren Energieträger feste
oder flüssige heimische Biomasse, Biogas, Deponie- und Klärgas, geothermischer Energie, Wind- und Sonnenenergie betrieben werden, anzuerkennen. Dies gilt ebenso für
Mischfeuerungsanlagen mit hohem biogenem Anteil sowie bei Verbrennung von Abfällen
mit hohem biogenem Anteil. Sonstige Anlagen, die auf Basis von Müll oder Klärschlamm
betrieben werden, sind jedenfalls nicht als Ökoanlagen anzuerkennen.
Gemäß dem Ökostromgesetz hat die aus erneuerbaren Energieträgern erzeugte elektrische Energie in steigendem Ausmaß bis zum Jahr 2008 mindestens 4% der gesamten
jährlichen Stromabgabe aller Netzbetreiber Österreichs zu betragen. Das sind
• ab 1.1. 2004 etwa 2%;
• ab 1.1. 2006 etwa 3%;
• ab 1. 1. 2008 mindestens 4%.
In Österreich sind die Einspeisetarife für Strom aus erneuerbaren Energieträgern derzeit
(2002) noch bundesländerweise geregelt. Das hat zur Folge, dass die Einspeisetarife höchst
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unterschiedlich sind (siehe Abbildung 1). Die Einspeisetarife liegen je nach Bundesland und
Einspeisezeitpunkt zwischen 3,27 und 14,53 €cent/kWh.
Durch den Beschluss des neuen Ökostromgesetzes geht die Kompetenz zur Festlegung der
Einspeisevergütungen jedoch auf den Bund über. Die einheitlichen Einspeisetarife werden
durch eine Verordnung des Wirtschaftsministers - im Einvernehmen mit BMLFUW und BMJ
sowie nach Befassung einer durch die Landeshauptmännerkonferenz einzusetzenden Arbeitsgruppe - festgelegt und sind bis Jahresende 2002 zu erwarten. Bis zum Inkrafttreten der
neuen Verordnung bleiben die Mindestpreisverordnungen der Länder in Kraft.
Einspeisetarife, Stand 09.09.2002
Wien
Vorarlberg
Tirol
Steiermark
Salzburg
Oberösterreich
Niederösterreich
Kärnten
Burgenland
0
5
10
15
20
Cent/kWh
Abbildung 1: Einspeisetarife für Strom auf Basis flüssiger Biomasse in verschiedenen österreichischen Bundesländern (Quelle: EVA)
In Österreich waren im Februar 2002 insgesamt 18 pflanzenölbetriebene Blockheizkraftwerke in Betrieb und weitere 13 in Errichtung. Die Anlagen stammen von österreichischen und
deutschen Herstellern. Die Leistungsgröße bewegt sich zwischen 4 und 80 kW el. Auf Grund
der zum Teil günstigen wirtschaftlichen Bedingungen (günstiger Einspeisetarif, niedriger
Rapsölpreis) ist die Nachfrage an derartigen Anlagen stark angestiegen.
5. Einrichtungen der BLT
In der Bundesanstalt für Landtechnik ist im Bereich der Pflanzenölgewinnung und -nutzung
die komplette Linie verfügbar. Die kontinuierlich arbeitende Ölpresse hat einen nominellen
Saatdurchsatz von 100 kg Raps pro Stunde. Nach dem Sedimentieren wird das Öl über eine
Filterpresse geführt. Das Pflanzenöl kann nun entweder direkt genutzt werden oder in der
Umesterungspilotanlage – Chargenleistung 750 l – zu Biodiesel verarbeitet werden. Im institutseigenen Labor sind eine Reihe verschiedener Untersuchungsmethoden für Pflanzenöl,
Biodiesel und Betriebsflüssigkeiten etabliert. Das langjährige Know-how in der Durchführung
von Flottenversuchen, die Motorprüfstände und ein akkreditierter Prüfstand zur Emissionsund Leistungsmessung ermöglichen eine professionelle Abwicklung von Forschungsprojekten.
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6. Literatur / Informationsquellen
•
BMLFUW: Grüner Bericht 1999 – Bericht über die Lage der österreichischen Landwirtschaft 1999; Wien 2000.
•
BMLFUW: Grüner Bericht 2000 – Bericht über die Lage der österreichischen Landwirtschaft 2000; Wien 2001.
•
Wörgetter. M.: Results of a long term engine test based on rape seed oil fuel; Beyond
the energy crisis, Vol. III, Pergamon Press, 1981.
•
Bundesgesetzblatt für die Republik Österreich BGBl. 143/1998: Elektrizitätswirtschafts- und organsiationsgesetz ElWOG
•
Bundesgesetzblatt
für
die
Energieliberalisierungsgesetz.
•
Bundesgesetzblatt für die Republik Österreich BGBl. I 149/2002: Ökostromgesetz.
•
Aktuelle
Informationen
über
Einspeisetarife,
Energieverwertungsagentur:
http://www.eva.ac.at/(de)/enz/einspeis_at.htm 2002-02-15
•
Diverse persönliche Firmenauskünfte
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Republik
Österreich
BGBl.
121/2000:
BLT Wieselburg