Bioethanol (Alkohol)

Als Bioethanol wird Ethanol bezeichnet, das aus Biomasse hergestellt wurde. Bioethanol kann durch alkoholische Gärung aus verschiedenen Pflanzen und pflanzlichen Teilen erzeugt werden (meist ein Gärprozess von Naturprodukten mit anschließender mehrfacher Destillation). Das können zuckerhaltige Pflanzen wie Zuckerrüben und Zuckerrohr sein, stärkehaltige Pflanzen wie Getreide, Kartoffeln und Mais oder auch zellulosehaltige Rohstoffe, wie etwa Holz. In Deutschland werden hauptsächlich Futtergetreide und Zuckerrüben als Rohstoffe genutzt. Chemisch betrachtet sind Bioethanol und synthetisch erzeugtes Ethanol aus fossilen Energieträgern identisch.

Beim Herstellungsprozess werden Zucker und andere Kohlenhydrate durch Mikro­organismen mittels alkoholischer Gärung zu Alkohol und weiteren Stoffwechsel­produkten umgebaut. Dieser Prozess läuft so lange, bis die verstoffwechselbare Biomasse verbraucht oder die maximal mögliche Alkoholkonzentration erreicht ist und die Mikroorganismen ihre Arbeit einstellen. 

Um den Alkohol aufzukonzentrieren, folgen anschließend mehrere Destillationsschritte. Im ersten Schritt werden ein Ethanol-Wasser-Gemisch und ein vom Alkohol befreiter Rückstand (Schlempe) voneinander getrennt. Im nächsten Schritt muss das Wasser abgetrennt werden. Damit Ethanol mit Benzin dauerhaft in Mischung bleibt, muss es eine Reinheit zwischen 99,5 und 99,9 Vol.-% erreichen, was durch mehrfache Destillation geschieht. Da Ethanol leichter verdampft als Wasser, lässt sich das Gemisch auf diese Weise gut trennen. 

Neben Kohlenhydraten ist auch Zellulose ein weiterer potenzieller Rohstoff für die Produktion von Bioethanol. Vor allem die Lignozellulose verholzter Pflanzen ist aufgrund der großen verfügbaren Mengen eine mögliche Energiequelle. Um daraus Bioethanol herstellen zu können, muss sie jedoch biochemisch in ihre einzelnen Zucker gespalten werden.

Bioethanol wird in Deutschland wie auch weltweit am häufigsten in Form von Biokraftstoff als Beimischkomponente zu Ottokraftstoffen verwendet. Laut DIN EN 228 ist eine Zugabe von Ethanol zum Ottokraftstoff in Deutschland bis zu 10 Vol.-% zulässig (E10). Das zugegebene Bioethanol muss dabei den Qualitäts­anforderungen der DIN EN 15376 entsprechen.

Über die oben genannten Einsatzbereiche hinaus wird Bioethanol für die Erzeugung des Benzinadditivs Ethyl-Tertiär-Butylether (ETBE) genutzt. ETBE wird aus Bioethanol und Isobutylen synthetisiert. Aufgrund seiner hohen Oktanzahl und seines niedrigen Dampfdrucks ermöglicht das Additiv eine Reduktion von Benzin­komponenten, deren Herstellung energieintensiv ist. Gemäß der EU-Kraftstoffqualitätsrichtlinie kann ETBE bis zu einem Anteil von 22 Vol.-% beigemischt werden.

Die GMA besitzt eine umfangreiche Expertise auf dem Sektor der Analytik von Mischungen von Biokomponenten und Mineralölprodukten und in der Analytik von reinen Biokraft- und Biobrennstoffen. Unter anderem bietet die GMA Laboranalytik für Bioethanol an.