Bioöl, auch bekannt als Pyrolyseöl, ist eine komplexe, dunkelbraune Flüssigkeit, die aus der Pyrolyse von Biomasse gewonnen wird.
Es besteht hauptsächlich aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen wie Alkoholen, Aldehyden, Carbonsäuren, Estern, Furanen, Pyranen, Ketonen, Monosacchariden, Anhydrozuckern und phenolischen Verbindungen.
Diese Zusammensetzung führt dazu, dass Bioöl im Vergleich zu Kraftstoffen auf Erdölbasis einen niedrigeren Heizwert und eine geringere thermische Instabilität aufweist, so dass es für die direkte Verwendung in herkömmlichen Verbrennungsmotoren ohne weitere Verarbeitung nicht geeignet ist.
Was ist Bio-Öl aus Biomasse? 5 wichtige Einblicke
1. Zusammensetzung und Herstellung
Bioöl wird durch ein Verfahren namens Schnellpyrolyse hergestellt, bei dem Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff schnell erhitzt und die entstehenden Dämpfe schnell abgeschreckt werden.
Dieser Prozess führt zur gleichzeitigen Fragmentierung und Depolymerisation von Zellulose, Hemizellulose und Lignin in der Biomasse.
Die Ausbeute an Bioöl liegt bei diesem Verfahren in der Regel zwischen 50 und 75 Gew.-%, abhängig von der Art der Biomasse und den Reaktionsbedingungen wie Heizrate, Verweilzeit und Partikelgröße der Biomasse.
2. Eigenschaften und Herausforderungen
Bioöl enthält einen hohen Anteil an Wasser (oft 20-30 %) und Hunderte von organischen Komponenten, darunter reaktive Moleküle und oligomere Spezies mit Molekulargewichten über 5000.
Diese Eigenschaften tragen zu seiner Instabilität bei, insbesondere während der Lagerung und Erhitzung, was zu Problemen wie Alterung, Viskositätsanstieg und Phasentrennung führt.
Aufgrund seines hohen Sauerstoffgehalts (bis zu 40 Gew.-%) ist Bioöl nicht mit Erdöl mischbar und hat einen niedrigeren Heizwert als Erdöl.
Außerdem ist es sauer, hat eine höhere Dichte als Wasser und enthält oft feste anorganische Stoffe und Kohlenstoffkohle.
3. Anwendungen und Veredelung
Trotz seiner Probleme kann Bioöl als Kesselbrennstoff verwendet oder zu erneuerbaren Kraftstoffen für den Verkehr aufbereitet werden.
Um die Stabilität und den Heizwert für den Einsatz in Motoren zu verbessern, sind Aufbereitungsprozesse erforderlich.
Die Möglichkeit, Bioöl dezentral zu produzieren, z. B. in landwirtschaftlichen Betrieben, und es dann zur Aufbereitung in zentrale Raffinerien zu transportieren, bietet eine kostengünstige Alternative zum Transport von Rohbiomasse.
Außerdem kann das Nebenprodukt der Bioölproduktion, Biokohle, als Bodenverbesserungsmittel verwendet werden, was die Bodenqualität verbessert und zur Kohlenstoffbindung beiträgt.
4. Schlussfolgerung
Bioöl stellt eine vielversprechende erneuerbare Energiequelle dar, die das Potenzial hat, fossile Brennstoffe in verschiedenen Anwendungen zu ersetzen.
Aufgrund seiner komplexen Zusammensetzung und Instabilität sind jedoch weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten erforderlich, um seine Herstellung und Nutzung zu optimieren und sicherzustellen, dass es den Anforderungen moderner Energiesysteme gerecht wird.
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