The operation of an internal combustion engine requires fuel. This fact has been known since the development of the first engines in the late 1800´s. As fossil fuels are a limited source of power, more sustainable ways of energy supply need to be investigated, tested and implemented. Alternative fuels such as Biodiesel have been investigated and used for more than 30 years, especially in Austria.
This master thesis focuses on the use of non-fossil diesel fuels for powering construction machines such as Excavators, Wheel Loaders and Off-Highway Trucks. Those machines are mostly powered by diesel engines and as they consume huge amounts of fuel while moving earth, they are an interesting area of improvement.
The author drew the conclusion that all construction machines, powered by diesel engines, can be run on pure Biodiesel when particular application parameters are met and the consequences are taken into account. Furthermore the author encourages the representatives of the earthmoving business to perform field tests for proving the suitability of Biodiesel for the use in diesel engines. This could furthermore lead to a reduced dependence on fossil diesel in this industrial sector.
Inhaltsverzeichnis
- Problem- und Aufgabenstellung
- Einleitung
- Inhalt der Arbeit
- Definition der Methode
- Arbeitsumfeld bzw. Praxisbezug
- Verweis auf verwandte Arbeiten
- Grundlagen
- Globale Rahmenbedingungen
- Produktionspotential für Biotreibstoffe
- Treibstoffverbrauch in Österreich
- Das Kyoto-Protokoll
- Grundlagen der Erdbewegung
- Lösen des Materials
- Lösen durch Bagger
- Lösen durch Lader
- Lösen durch Schubraupen
- Laden des Materials
- Transportieren des Materials
- Einbauen des Materials
- Zusammenfassung der Erdbewegungsgrundlagen
- Der Baumaschinenmarkt
- Lösen des Materials
- Erforderliche Dieselmotorgrundlagen
- Aufbau und Funktionsweise eines Dieselmotors
- Abgase im Dieselmotor
- Treibstoffanforderungen
- Biodieselgrundlagen
- Herstellung von Biodiesel
- Umesterung
- Rohstoffe für Biodiesel
- Rapsöl
- Sonnenblumenöl
- Sojaöl
- Jatropha
- Palmöl
- Altspeiseöl
- Tierfett
- Rohölpotential in Österreich
- Produktionskapazitäten für Biodiesel
- Produktionskapazitäten für Biodiesel in Österreich
- Weltweite Produktionskapazitäten
- Eigenschaften von Biodiesel
- Chemische Zusammensetzung
- Analyse und Standardisierung
- Estergehalt
- Dichte
- Kinematische Viskosität
- Flammpunkt
- Verdampfungstemperatur bei Umgebungsdruck
- Kälteverhalten
- Schwefelgehalt
- Koksrückstand
- Cetanzahl
- Sulfatasche
- Wassergehalt
- Gesamtverschmutzung
- Korrosionswirkung auf Kupfer
- Oxidationsstabilität
- Säurezahl
- Methanolgehalt
- Iodzahl
- Gehalt an Linolensäure-Methylester
- Gehalt an FAME mit mehr als drei Doppelbindungen
- Freies Glycerin
- Monoglyceride, Diglyceride und Triglyceride
- Gesamtglycerin
- Phosphorgehalt
- Alkalizahl
- Zusammenfassung der Biodieselparameter
- Vergleich von Biodiesel und fossilem Diesel
- Vorteile von Biodiesel
- Nachteile von Biodiesel und Lösungsansätze
- Zusammenfassung der Unterschiede
- Herstellung von Biodiesel
- Anwendung von Biodiesel bei Baumaschinen
- Mögliche Mischungsverhältnisse
- Bekannte Einsatzgebiete von B100
- Vorgaben und Erfahrungen der Motorenhersteller
- Vorgaben von JCB
- Richtlinien von CATERPILLAR
- Erfahrungen vom Motorenhersteller DEUTZ
- Erfahrungen diverser anderer Hersteller
- Kriterien bei der Verwendung von Biodiesel bei Baumaschinen
- Durchschnittliche Motorbelastung
- Max. Motorbelastung
- Einsatzhäufigkeit
- Einsatzhöhe
- Einsatzort
- Lieferantenverfügbarkeit
- Lagerhaltung
- Rußpartikelfilter & NOx-Emissionen
- Motorbaujahr
- Zusammenfassung der Einsatzkriterien
- Diskussion
- Überlegungen zum Thema Substitution von Erdöl durch Pflanzenöle
- Marktsituation der Biodieselproduktion
- Ethischer Standpunkt
- Wirtschaftlicher Standpunkt
- Biotreibstoffe der Zukunft
- Biodiesel durch Algen
- Greendiesel
- Fischer-Tropsch-Diesel
- Abgeleitete Thesen
- Schlusswort
- Globale Rahmenbedingungen
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit untersucht die Einsatzmöglichkeiten von Biodiesel als Treibstoff für Baumaschinen. Ziel ist es, die Vor- und Nachteile von Biodiesel im Vergleich zu fossilem Diesel zu analysieren und Einsatzkriterien für den optimalen Gebrauch von Biodiesel in der Baumaschinenbranche zu definieren. Die Arbeit soll dazu beitragen, das Interesse der Branche an großflächigen Feldtests zu wecken und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren.
- Analyse der globalen Rahmenbedingungen und des Biodieselmarktes
- Untersuchung der Eigenschaften von Biodiesel und deren Auswirkungen auf Dieselmotoren
- Definition von Einsatzkriterien für Biodiesel in Baumaschinen abhängig von Betriebsbedingungen
- Bewertung der Erfahrungen und Vorgaben verschiedener Motorenhersteller
- Ausblick auf zukünftige Biotreibstoffe
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit der Problemstellung und der Einleitung, welche den Umfang und die Methodik der Arbeit beschreibt. Kapitel 3 beleuchtet die Grundlagen, inklusive globaler Rahmenbedingungen, der Erdbewegung und der Dieselmotoren sowie der Biodieselherstellung und dessen Eigenschaften. Kapitel 4 analysiert die Anwendung von Biodiesel in Baumaschinen, Mischungsverhältnisse, Erfahrungen von Herstellern und wichtige Einsatzkriterien.
Schlüsselwörter
Biodiesel, Baumaschinen, Dieselmotoren, erneuerbare Energien, Fettsäuremethylester (FAME), EN14214, ASTM6751, CO2-Emissionen, Nachhaltigkeit, Erdbewegung, Motorölverdünnung, Einsatzkriterien.
- Quote paper
- MSc. Johannes Maschl (Author), 2009, Biodieseleinsatz bei Baumaschinen, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/124198
