Biodiesel ist die Bezeichnung für aus Pflanzenölen hergestellte Fettsäuremethylester (abgekürzt auch FAME von engl. fatty acid methylene ester). Biodiesel ist ein regenerativer Energieträger. Entgegen einiger verbreiteter Gerüchte, ist zu bedenken, dass die Veresterung von Fettsäuren, also die Herstellung von Biodiesel, chemisch eine Gleichgewichtsreaktion darstellt, die im Prinzip ohne jede Energiezugabe auskommt, insbesondere beim Einsatz von geeigneten Katalysatoren. Lediglich um den chemischen Prozess zu beschleunigen, werden die Ausgangsstoffe in der Praxis etwas erwärmt, dadurch wird eine wirtschaftlich vertretbare Reaktionsgeschwindigkeit erreicht. Biodiesel gehört zu der Gruppe Nachwachsende Rohstoffe.

Herstellung
Zur Herstellung wird das Pflanzenöl mit ca. 10 % Methanol und verschiedenen Katalysatoren versetzt. Bei Normaldruck und Temperaturen um 60°C werden die Esterbindungen der Triglyzeride des Pflanzenöls getrennt und die Fettsäuren dann mit dem Methanol verestert. Das dabei entstehende Glycerin muss dann vom Biodiesel getrennt werden.

Durch diese Umesterung hat das Endprodukt eine deutlich geringere Viskosität als das Pflanzenöl und kann, ohne den Motor anpassen zu müssen, als Ersatz für mineralischen Dieselkraftstoff verwandt werden.

Je nach Art des Grundstoffes unterscheidet man

PME Pflanzliches Methylester nach DIN E 51606
RME Rapsölmethylester nach DIN E 51606
SME Sojaölmethylester oder Sonnenblumenmethylesther
AME wird für Altfettmethylesther verwendet
FME Fett-Methylester aus sonstigen Pflanzen- und Tierstoffen nach DIN V51606
Für den Betrieb in modernen Dieselfahrzeugen sind – sofern vom Hersteller freigegeben – sind nur die rein pflanzlichen RME und/oder PME-Produkte vorgesehen.

Die Schmiereigenschaften von FAME (auch als 5 % Beimischung) sind deutlich besser als Diesel, wodurch der Motorverschleiß stark zurückgeht. Biodiesel stellt eine Anpassung eines Kraftstoffs an vorhandene Motortechnik dar, wohingegen der technisch wesentlich verbesserte Elsbett-Motor eine Anpassung an den einfachst herstellbaren Kraftstoff Pflanzenöl darstellt.

Probleme bei der Umstellung auf Biodiesel
Wenn man auf Biodiesel umstellen will, kann die Informationspolitik des Fahrzeugherstellers zum großen Problem werden. Oft erhält man erst durch hartnäckiges und zeitaufwendiges Nachfragen Auskunft, ob für den jeweiligen Fahrzeugtyp eine Freigabe für Biodiesel besteht – und obwohl es Biodiesel nun bereits seit mehr als 10 Jahren auf dem Markt gibt, sind die meisten Autos noch immer nicht serienmäßig RME-tauglich.

Wenn man ein nicht RME-festes Fahrzeug mit Biodiesel betankt, zersetzt dieser in kurzer Zeit die treibstoffführenden Schläuche und Gummidichtungen. Der Grund ist, dass Biodiesel chemisch die Eigenschaften eines Weichmachers hat, und Weichmacher ist auch in den Gummischläuchen enthalten, damit sie nicht spröde werden. Die Schläuche und Dichtungen werden daher durch den zusätzlichen Weichmacher Biodiesel regelrecht durchweicht.

Ein weiteres Problem stellt der Kraftstoffeintrag ins Motoröl bei direkteinspritzenden Dieselmotoren dar. Dieses Problem besteht meist dann, wenn der Motor während seiner Betriebsdauer mit langen Leerlauf- und Teillastphasen betrieben wird. Mit sinkender Spritzmenge sinkt auch die Zerstäubungsqualität der Einspritzdüse, wodurch tendenziell mehr unverbrannte Kraftstofftröpfchen an die Zylinderwand und damit in den Schmierkreislauf gelangen. Da RME einen hohen Flammpunkt hat, dünstet es im heißen Motoröl praktisch nicht mehr aus, was zu einer schleichenden Erhöhung der Kraftstoffkonzentration im Motoröl führt. Nun kommt die mangelhafte chemische Stabilität des RME zum tragen Durch hohe örtliche Temperaturen im Schmierkreislauf zersetzt sich RME allmählich (siehe auch Cracken, Verkokung, Polymerisation), was zu festen oder schleimartigen Rückständen führt. Dies und die allgemeinen Verschlechterungen der Schmiereigenschaften des Motoröls bei hoher Kraftstoffkonzentration kann zu erhöhtem Motorverschleiß führen. Aufgrund dessen wird bei RME-Betrieb gelegentlich auch ein engerer Ölwechselintervall empfohlen.

Ein Vorteil des RME kann sich im praktischen Einsatz in Kraftfahrzeugen auch als Nachteil auswirken Die gute biologische Abbaubarkeit. Sie geht einher mit einer schlechten Alterungsbeständigkeit. Bakterienbefall, Oxidation und Wasseranreicherung verschlechtern die Eigenschaften des RME nach langer Lagerung. RME wird deshalb für selten bewegte Fahrzeuge weniger empfohlen. Überaltertes RME (bzw. RME schlechter Qualität) kann zu Korrosion und/oder erhöhtem Verschleiß an elementaren Teilen der Einspritzpumpe führen. Die Folgen sind Funktionsstörungen und vorzeitiger Ausfall.

Neuere Motoren, die nicht RME-zertifiziert sind, können darüber hinaus auf Grund der anderen Verbrennung Probleme mit der Motorelektronik bekommen, die ja fest auf normalen Diesel eingestellt ist.

Erfahrungen im Nutzfahrzeugbereich zeigen, dass es nach mehrjährigem Verbrauch von Biodiesel zu Schädigungen der Kraftstoffpumpe kommen kann. Auch Korrosionsschutzschichten wie Verzinkung können von Biodiesel angegriffen werden, das hat 1999 eine Untersuchung der Darmstädter Materialprüfungsanstalt gezeigt. Kritisch war hierbei, dass Biodiesel leicht hygroskopisch wirkt, und dass in einem eventuellen Wassergehalt freie Fettsäuren den pH-Wert senken. Durch eine Beimischung konventionellen Diesels wird dieser Effekt allerdings vollständig verhindert.

Für eine besser Akzeptanz von Biodiesel in der Bevölkerung muss auch die Verbraucherinformation verbessert werden. Eine typische Frage ist z.B., ob man Biodiesel und normalen Diesel im Tank mischen kann und darf (technisch ist dies durchaus möglich, allerdings gibt es noch ungeklärte Fragen bezüglich der Besteuerung). Seit Oktober 2003 ist die Norm für Biodiesel (EN 14214) europaweit in Kraft und hat damit die Vor-Norm V51 606 ersetzt.

Der Rohstoff Raps
Öl- und Fettmoleküle haben stets den gleichen Aufbau. Es sind Fettsäure-Ester, und sie enthalten den dreiwertigen Alkohol Glycerin. Das Glycerinmolekül ist auf diese Weise mit drei langen Fettsäure-Ketten( zu fast 95%- C18-Ketten) verbunden.

Herstellung von Biodiesel aus Raps
Als Rohstoff für Biodiesel stellt sich unter europäischen Verhältnissen Raps als die geeignete Pflanze mit einem Ölgehalt von 40 bis 45 % dar. In der Ölmühle wird aus der Rapssaat Öl gewonnen, der Rückstand geht als Rapsschrot zu Weltmarktpreisen in die Futtermittelindustrie. Öl- und Fettmoleküle sind vom Aufbau her stets Fettsäure-Ester, das heißt drei unterschiedlich lange Fettsäure-Ketten sind mit je einem Glyzerin-Molekül verbunden.

In der Umesterungsanlage tauschen während der einfachen chemischen Reaktion zwischen Rapsöl und Methanol in Gegenwart eines Katalysators das dreiwertige Glyzerin und der einwertige Methanol den Platz, und es entstehen drei einzelne Fettsäuremethylester-Moleküle und ein Glyzerin -Molekül.

Vorteile für die Umwelt
Dieses Schema zeigt, dass es bei der Produktion von Biodieseln keine Abfallprodukte gibt, da alle Nebenprodukte dieser Reaktion weiterverwertet werden. Der Rapsschrot, der bei der Umwandlung von Rapskorn zu Rapsöl entsteht, wird als Futtermittel benutzt. Das bei der Umesterung entstehende Glyzerin kann in der chemischen Industrie weiterverwertet werden.

Nachteile für die Umwelt
Zum einen wird für die Düngung der Rapsfelder Mineraldünger verwendet, dessen Produktion äußerst energieaufwändig von statten geht. Das dabei entstehende Kohlendioxid geht in keine der ansonsten günstigen Schadstoffbilanzen von Biodiesel ein. Die Verwendung der üblichen Pflanzenschutzmittel für Raps wird zum Teil als problematisch für die Umwelt gesehen.

Raps ist bei der Erzeugung nicht selbstverträglich und muss in einem Fruchtwechsel angebaut werden. Das heißt, ein Anbau von Raps ist auf demselben Feld nur alle 3 bis 5 Jahre möglich. Schon allein aus diesem Grunde ist eine weitere Steigerung der Rapsproduktion kaum realistisch.

Weitere Fakten zum Biodiesel
Biodiesel wird aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt.
Biodiesel ist schwefelfrei (