Pflanzenöl und Energiewende - Potential der Landtechnik durch Pflanzenöl-Kraftstoff
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Pflanzenöl und Energiewende Potential der Landtechnik durch Pflanzenöl-Kraftstoff
1. Warum Pflanzenöl als Kraftstoff? 2. Fahrzeugkonzept 3. CO2-Aufkommen der Landtechnik 4. Einführungs- szenarien 5. Zusammen- fassung
Bio- und synthetische Flüssigkraftstoffe
► Gemeinsamkeit: Reine Flüssigkeiten è Keine
= B100: Bio fuel 100 %
Beimischungen
► Technischer dieselidentisch weniger dieselnah
= keine Anpassungen = Anpassungen
Anspruch: am Fahrzeug am Fahrzeug
Biodiesel Sonstige
BtL GtL
= FAME
= Biomass to Liquid = Gas to Liquid z. B.Sonstige
Power to X Native Pflanzenöle
(Fatty Acid Methyl Ester)
PME nicht verfüg-
Rapsöl Weitere Öle
= Pflanzenmethylester und bezahlbar!
RME
Kaltgepresst
= Rapsmethylester
SOME, SME
Vollraffinat
= Soybean Methyl Ester
Weitere PMEs
Pflanzliche & tierische
Altfette und –öle als
Ausgangsmaterial
3 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
Herstellung von ‘Designer’-Kraftstoffen Auch von Diesel aus Power to X - H2 4 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
Einige Gründe für Pflanzenöl
Warum wir uns auf diesen Biokraftstoff fokussieren
Technologisch
• Höchste Energiedichte bei energiearmer Gewinnung
• Größtes CO 2-Vermeidungspotential (≤ 91%) 1
• Überschaubare Anpassungen und Kunden-Infrastruktur
Sozio-Ökonomisch
• Attraktive Betriebskosten
• Aus der Landwirtschaft – für die Landwirtschaft
− Hafermodell - Geld bleibt regional im Umlauf
− Sekundärnutzen: Presskuchen als Viehfutter
• Pflanzenölanbau reicht für alle Landmaschinen
1) nach Technologie & Förderzentrum Straubing: Inkl. Sekundärnutzen u.v.m
5 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
1. Warum Pflanzenöl als Kraftstoff? 2. Fahrzeugkonzept 3. CO2-Aufkommen der Landtechnik 4. Einführungs- szenarien 5. Zusammen- fassung
Einteilung von Pflanzenöltraktoren
Jeweils nach Möglichkeit a) oder b)
• Ein- oder Zwei-Tank-Prinzip
a) Kraftstoff kommt in jedem Betriebszustand aus demselben, einen Tank
b) Diesel für den Start und vor dem Stopp, dazwischen Pflanzenöl
• Mono- oder Multifuel
a) Ein einziger zulässiger Kraftstoff
b) Unterschiedliche Kraftstoffe können in Reinform oder als Mischungen zweier
Kraftstoffe gleichwertig genutzt werden
• Anpassung oder integrierte Entwicklung
a) Umgestaltung eines konventionell entwickelten Traktors
b) Aufnahme der Pflanzenöloption in die Konzeption eines neuen Modells
• John Deere Pflanzenöltraktoren
− Anpassung Mannheimer Traktoren der Emissionsstufe IV & V als Monofuel-
Option nach dem Ein-Tank-Prinzip
7 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
Anforderungsprofil und Lösungsfindung
• Kunde
− Gleiche Zuverlässigkeit, Motor-Leistung und –Charakteristik
− Vertretbare Anschaffungskosten, Vorteil bzgl. Betriebskosten
− Gewährleistungsanspruch ggü. Hersteller
Diesel und Rapsöl-Viskosität über Temperatur
• Pflanzenöl
− Signifikanter Viskositätsanstieg ggü.
Diesel mit fallender Temperatur
− 11% niedrigerer Energiegehalt (grav.)
− Geringere Zündwilligkeit
− Anderes korrosives Verhalten
• Methodik
− Systems Engineering: Kraftstoff als Systemelement verstehen
− Betrachtung über Tank, Motor plus Nebenaggregate bis Auspuff-Endrohr
8 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
Wie werden JD Traktoren pflanzenöltauglich?
Änderungen nach üblicher Serienproduktion
• Niederdruck-Kraftstoffsystem
− Stärkere Förderpumpe
6 Zyl.
− Größere Leitungsquerschnitte Stufe IV
− Präzisere Funktionalität
• Betriebsstoffe
− Pflanzenöl gemäß DIN 51605 oder 51623
− John Deere Fuel Protect Keep Clean Solution
− Spezielles AdBlue gegen Ablagerungen Alle farbigen Teile sind neu!
• Motor-Software
− Anpassung von Kaltstart, Aufwärmphase, Leistung
− Passive Regeneration des DPF
9 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
Abgasnachbehandlung im Planzenölbetrieb
• Dieselpartikelfilter gegen Ruß
− Diesel: Ruß wird in Intervallen oxidiert
− Pflanzenöl: Gleichgewicht zwischen
Beladung und natürlichem Abbrand
− Aktive Regeneration im Service
grundsätzlich möglich Geschlossener Partikelfilter
• SCR gegen NOx
− Bildung von Adblue-Rückständen
am Mixer vor dem SCR je nach
Lastprofil möglich
− Spezielles AdBlue macht thermische
Reinigung überflüssig, wodurch Kraftstoff-
Einträge ins Öl entfallen und Ölwechsel-
intervalle gleich bleiben Bildung von Rückständen aus Adblue-
Einspritzung
10 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019John Deere Stufe IV Pflanzenöltraktor Artikel publiziert im Profi 10/16 11 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019
1. Warum Pflanzenöl als Kraftstoff? 2. Fahrzeugkonzept 3. CO2-Aufkommen der Landtechnik 4. Einführungs- szenarien 5. Zusammen- fassung
CEMA:
Blick auf Klimagase
energiebedingte CO2-Emissionen
BMWi ‚Energieeffizienz in
Zahlen‘, Ausgabe 2018:
‚Hauptverursacher mit
rund 41,8 Prozent dieser
Emissionen war die
Energiewirtschaft, also
Davon ca. 3 - 4 %:
die öffentliche Strom-
Landmaschinen
und Wärmeerzeugung, ≈ 6 Mio. t CO 2
Raffinerien sowie Er-
zeuger von Festbrenn-
stoffen.‘
13 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Alternative Traktorantriebe mit Chancen
Energetische Kapazität und ökologische Effektivität
Energie im Tank CO 2-Vermeidung
Konvent. JD PPO NH CNG NH FC Fendt
Traktor e100
14 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Einsatz alternativer Traktor-Antriebe
Entwurf anhand konzeptbedingter Fähigkeiten
500 PS
PPO Einsatzschwerpunkte
(entsprechend der Farbdichte)
Leistungsbereich Traktoren
• PPO:
Hohe Last, lange Dauer
P ≤ 500 PS; Trefill ≤ 12 h
• CNG:
CNG Bis mittlere Last, bis
mittlere Dauer
P ≤ 250 PS; Trefill ≤ 6 h
• BEV:
BEV Leichte Last, kurze Dauer
P ≤ 100 PS; Trefill ≤ 5 h
0 Arbeitsdauer mit einer Energieladung 12 h
15 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Aufteilung alternativer Antriebe
Auf den Traktormarkt nach Qualifikation
Ableitung
• Leistung und Arbeitsdauer aus
Diagramm
• Produkt aus Leistung x Zeit
• Verhältnis der Antriebe aus
Relationen der Produkte
untereinander
• Annahme für Marktdurchdringung:
1 BEV auf 3 CNG auf 12 PPO Leistung Arbeits- Pxt Einsatz- CO2
PS dauer h verhältn. Reduz.
PPO 500 12 6000 12 91%
CNG 250 6 1500 3 89%
BEV 100 5 500 1 100%
Wichtig: Gezeigte und weiter verwendete CO2-Vermeidungspotentiale
repräsentieren optimale Randbedingungen und Herstellung!
16 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 20191. Warum Pflanzenöl als Kraftstoff? 2. Fahrzeugkonzept 3. CO2-Aufkommen der Landtechnik 4. Einführungs- szenarien 5. Zusammen- fassung
Basisgrößen
Energieverbrauch & Emissionen von Landmaschinen
Bewirtschaftete Fläche in D
• Landwirtschaftliche Fläche in 2017 (Statista)
= 16,6873 Mio ha = 16.687.300 ha
• Dieselverbrauch pro Hektar (Daumenregel KTBL)
= 100 L/ha
• Jährlicher Dieselverbrauch Landtechnik (Basis 2017)
= 1.668.730.000 L Diesel = 1.668,73 Mio L Diesel
= 1,41, Mio t Diesel
• Jährliche CO2-Emission
= 4,47 Mio t CO2äq/a aus Kraftstoffen (Tank-to-Wheel)
18 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Neue Vorgaben der Bundesregeierung
Klimaschutzplan 2050 mit Zwischenziel 2030
Vorgaben für Landtechnik
• Einsparung von Treibhausgas-
emissionen im Energieeinsatz
• Einsparungsziel:
1,1 Mio to CO2äq bis 2030
• Entspricht etwa 17% ggü. 2017
• Plan derzeit in der Umsetzung in
rechtsverbindliche Regelwerke
è Klimaschutzgesetz u. a.
• Mit Einsparungen fossilen
Kraftstoffs machbar?
19 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Zusammensetzung des Traktormarkts
Marktgröße und Verteilung
Zulassungsstatistik KBA KTBL Datenbank MaKost
Leistung [PS] Stück in 2016 Anteil h/a L/h L/a
51 < P ≤ 102 132.500 40,2% 833 7,8 6500 Standard, 4WD, 40 km/h
103 < P ≤ 154 91.345 27,7% 833 11,9 9917 Standard, 4WD, 40 km/h
155 < P ≤ 257 84.524 25,6% 833 18,3 15251 Standard, 4WD, 40 km/h
258 < P ≤ 340 13.064 4,0% 833 27,2 22667 Standard, 4WD, 40 km/h
341 < P ≤ 418 5.866 1,8% 833 32,1 26751 Knicklenker, 4WD 40 km/h
419 < P ≤ 999 2.563 0,8% 833 48,2 40167 Knicklenker, 4WD 40 km/h
Total 329862
Widerspruch: Summation des
Annahme: Alle Traktoren zusammen Jahresverbrauchs je Leistungs-
konsumieren 85% des klasse ergibt mehr als Gesamt-
Dieselverbrauchs in der Landtechnik verbrauch in der Landwirtschaft!
20 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019CO2-Vermeidung mit ‚alternativen‘ Traktoren
Kalkulatorisch über Absenkung des Dieselverbrauchs in
KBA und KTBL-Statistik auf einen Nenner gebracht
è produktiv arbeitender, stehender Traktorbestand von ca. 130.000 Stück
Fahrzeuge Szenario / Rechenfaktoren Wirkung
Aufteilung auf Klassen PPO CNG BEV
Leistung [PS] Stück in 2017 Anteil Diesel L/a Σ Liter/Jahr CO2äq in PPO CNG BEV Redu- Markt- Redu- Markt- Redu- Markt-
Mio to zierung Durchdr. zierung Durchdr. zierung Durchdr.
51 < P ≤ 102 52002 40,2% 6500 338010204,1 9,1 3,2 1,5 1 -2,4% 11,1% -1,1% 5,2% -0,8% 3,5%
103 < P ≤ 154 35850 27,7% 9917 355533286,2 9,5 3,5 1 -4,0% 17,6% -1,1% 5,0% 0,0% 0,0%
155 < P ≤ 257 33173 25,6% 15251 505905553,1 13,6 4,2 0,5 -7,4% 22,8% -0,9% 2,7% 0,0% 0,0%
258 < P ≤ 340 5127 4,0% 22667 116215593,9 3,1 0,65 -1,7% 22,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
341 < P ≤ 418 2302 1,8% 26751 61585326,01 1,7 0,3 -0,9% 23,5% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
419 < P ≤ 999 1006 0,8% 40167 40403126,64 1,1 0,15 -0,7% 26,8% 0,0% 0,0% 0,0% 0,0%
Total 129459 1417653090 12 3 1 -17,1% -3,1% -0,8%
Anteil Gesamtverbrauch 85,0% Absolute CO2-Einsparung -21,0%
• Mit 29000 ‚alternativen‘ Traktoren wird CO2-Vermeidung >20 %
• In 2030 ist dafür eine Population von ca. 22,7 % erforderlich
• Ab 1.1.2019 ca. 2400/a ‚kannibalisierende‘ Maschinen neu im Markt
d.h. 1800 PPO, 450 CNG, 150 BEV als Mindest-Jahresmengen; 2400 Diesel verlassen dafür den Markt
21 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 20191. Warum Pflanzenöl als Kraftstoff? 2. Fahrzeugkonzept 3. CO2-Aufkommen der Landtechnik 4. Einführungs- szenarien 5. Zusammen- fassung
Pflanzenöl und Energiewende
• Pflanzenöl als Kraftstoff für landtechnische Maschinen macht Sinn
um einen volkswirtschaftlichen Teilsektor CO2-neutral zu betreiben!
• Landtechnik hat eine sehr überschaubare Auswirkung auf die CO2-
Bilanz eines Industrielandes und somit auf dessen Energiewende
• Ab sofort jährlich 2400 alternativ angetriebene Traktoren in den
deutschen Markt zu bringen erscheint unwahrscheinlich
• Vermeidung der von Landmaschinen verursachten CO2-Emissionen
durch Pflanzenöltechnik und andere alternative Antriebe bis 2030 in
Deutschland im einstelligen Prozentbereich denkbar
• Alternative Antriebe hätten für die Einhaltung kommender Ziele aus
dem Klimaschutzgesetz bereits früher in wahrnehmbaren Umfang
eingeführt werden müssen!
23 John Deere | Pflanzenöl Energiewende | Jul 3, 2019Sie können auch lesen
