Reines Rapsöl gibt dem Diesel eine zweite Chance

Forschende berichten, dass ein gewöhnlicher Dieselmotor mit reinem Rapsöl statt mit fossilem Kraftstoff betrieben werden kann – und dabei deutlich sauberere Abgase erzeugt. Sollte sich das Verfahren im grossen Massstab bewähren, könnten Millionen Diesel-Pkw und -Transporter weiterhin Umweltzonen befahren, aus denen sie bislang offenbar verdrängt werden sollten.

Rapsöl eröffnet dem Diesel eine neue Perspektive

Seit dem Dieselgate-Skandal steht der Diesel zunehmend unter Druck, und zahlreiche Städte planen seinen schrittweisen Rückzug. Für Vielfahrer, Landwirte und Fuhrparks bleiben Dieselmotoren wegen ihrer Robustheit und ihres niedrigen Verbrauchs jedoch attraktiv. Wissenschaftler der RUDN-Universität suchen gemeinsam mit europäischen Teams nach einer Möglichkeit, diese Effizienz zu erhalten und zugleich die Schadstoffbelastung zu senken.

Im Zentrum ihrer jüngsten Untersuchung steht ein ebenso einfacher wie weitreichender Ansatz: Konventioneller Dieselkraftstoff soll vollständig durch reines Rapsöl ersetzt werden – einen pflanzlichen Energieträger, der aus Landwirtschaft und Lebensmittelherstellung bereits bekannt ist.

Reines Rapsöl kann einen herkömmlichen Dieselmotor mit gezielten Anpassungen antreiben und den Ausstoss von Feinstaubpartikeln drastisch verringern.

Die Versuche fanden an einem MD-6-Motor statt, wie er typischerweise in Landmaschinen eingesetzt wird. Die Ingenieure passten die Einspritzung an, veränderten die Kraftstoffvorwärmung und optimierten die Verbrennungsparameter, damit der Motor das dickflüssigere Rapsöl verarbeiten konnte. Nach diesen Änderungen lagen Leistung und Leistungsabgabe nahe an den Werten mit herkömmlichem Diesel, während sichtbarer Rauch und Russ deutlich zurückgingen.

Vom Speiseöl zum Klimainstrument

Rapsöl zählt zu den Biokraftstoffen der ersten Generation. Es wird aus Pflanzen gewonnen, die in Europa – insbesondere in Frankreich und Deutschland – bereits in grossem Umfang angebaut werden. Anders als bei fossilem Diesel entspricht das beim Verbrennen von Raps-Biokraftstoff freigesetzte CO₂ ungefähr der Menge, welche die Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen haben. Bei verantwortungsvoll gestalteter Produktion können die Netto-Treibhausgasemissionen dadurch sinken.

Der wichtigste Umweltvorteil betrifft jedoch die Luftqualität vor Ort. Werden Motoren auf diesen Kraftstoff abgestimmt, gehen Feinstaub und bestimmte gesundheitsschädliche Kohlenwasserstoffe erheblich zurück. Das ist besonders für Grossstädte relevant, in denen Behörden die vom Verkehr verursachte Partikelbelastung senken wollen.

Sauberere Abgase von Rapsöl-betriebenen Motoren könnten eine bessere Emissionsklassifizierung und einen erneuten Zugang älterer Diesel zu Umweltzonen rechtfertigen.

Schwere Lkw zeigen: Das Konzept ist bereits praxistauglich

Der Durchbruch kommt nicht aus dem Nichts. Im Güterverkehr wird ein vergleichbarer Ansatz bereits mit einem kommerziellen, aus Raps gewonnenen Kraftstoff genutzt: einem vollständig biobasierten Diesel, der in Frankreich B100 heisst oder unter dem Namen Oléo100 vermarktet wird.

Eingesetzt wird dieser Kraftstoff vor allem von Spediteuren, Kommunen und Busflotten. Rückmeldungen aus dem praktischen Betrieb weisen auf rund 80 % weniger Feinstaubemissionen hin, während der Verbrauch gegenüber herkömmlichem Diesel nur um etwa 5 % steigt.

• Bis zu 80 % weniger Feinstaubpartikel am Auspuff gemessen
• Etwa 5 % höherer Verbrauch wegen der geringeren Energiedichte
• Vergleichbare Zugkraft und Drehmomentverläufe bleiben erhalten
• Infrastruktur häufig auf private Betriebshöfe und spezielle Tanks beschränkt

Grosse Nutzfahrzeughersteller wie Renault Trucks, MAN, Volvo Trucks und Scania haben bestimmte Modelle bereits für B100 freigegeben. In Frankreich können diese Fahrzeuge eine Crit’Air-1-Plakette erhalten, die normalerweise neueren Benzin- und Hybridfahrzeugen vorbehalten ist. Damit erhalten sie bevorzugten Zugang zu Umweltzonen, die für ältere Diesel zunehmend gesperrt werden.

Was die Forschenden anders gemacht haben

Das Team der RUDN-Universität ging noch einen Schritt weiter und erprobte reines Rapsöl statt einer aufbereiteten Estermischung. Theoretisch vereinfacht das den Ablauf: Landwirte oder Genossenschaften könnten Raps pressen und das Öl unmittelbarer bereitstellen.

Um dies technisch umsetzbar zu machen, konzentrierten sich die Ingenieure auf drei Bereiche:

Herausforderung	Weshalb sie wichtig ist	Mögliche Lösung
Kraftstoffviskosität	Rapsöl ist zähflüssiger als Diesel und kann Pumpen sowie Einspritzdüsen beschädigen.	Kraftstoff vorwärmen sowie Einspritzzeitpunkt und -druck neu kalibrieren.
Kaltstart	Bei niedrigen Temperaturen fliesst das Öl schlecht und verbrennt unvollständig.	Elektrische Heizungen, isolierte Leitungen oder im Winter gemischten Kraftstoff einsetzen.
Materialverträglichkeit	Dichtungen aus Gummi und Kunststoffe könnten Pflanzenöl langfristig nicht standhalten.	Beständige Materialien und modernisierte Komponenten des Kraftstoffsystems verwenden.

Nachdem diese Hürden auf dem Prüfstand bewältigt waren, lief der MD-6-Motor bei unterschiedlichen Lasten stabil mit reinem Rapsöl. Als Nächstes sollen die Ergebnisse in langfristigen Feldversuchen sowie mit Pkw überprüft werden, die unter vielfältigeren Bedingungen eingesetzt werden.

Können private Diesel-Pkw tatsächlich profitieren?

Die eigentliche Bewährungsprobe wird darin bestehen, den Laborerfolg auf Familienautos und leichte Transporter zu übertragen. Moderne Pkw-Diesel verfügen über komplexe Common-Rail-Hochdruckeinspritzungen, Abgasnachbehandlungssysteme wie Partikelfilter und eine AdBlue-basierte selektive katalytische Reduktion. Jede Veränderung der Kraftstoffeigenschaften kann das empfindliche Zusammenspiel aus Effizienz, Leistung und Einhaltung der Emissionsvorgaben beeinflussen.

Die Umrüstung bestehender Dieselautos zu Rapsöl-Hybriden erfordert sowohl technische Anpassungen als auch die Bereitschaft der Behörden, sie zu genehmigen.

Die Forschenden untersuchen, wie Einspritzdüsen auf reines Öl reagieren, wie Filter mit veränderten Russzusammensetzungen umgehen und ob die Dosierstrategien für AdBlue überarbeitet werden müssen. Die Hersteller werden zudem nachweisen müssen, dass Garantiebedingungen und Haltbarkeitsstandards weiterhin erfüllt werden.

Eine weitere Einschränkung sind die geltenden Vorschriften. In mehreren europäischen Ländern dürfen nur Fahrzeuge mit Euro-6-Norm, die seit etwa 2014 verkauft werden, bestimmte rapsbasierte Kraftstoffe legal nutzen. Um diese Genehmigungen auf ältere, gut gewartete Modelle auszuweiten, wären neue Prüfverfahren und politische Unterstützung erforderlich.

Kraftstoffverteilung: das fehlende Bindeglied

An öffentlichen Tankstellen ist reiner Rapskraftstoff derzeit nahezu nicht verfügbar. Speditionsunternehmen, die B100 oder ähnliche Produkte verwenden, setzen meist auf private Tanks an ihren Betriebshöfen, die von spezialisierten Produzenten beliefert werden. Für Flotten funktioniert dieses Modell, für gewöhnliche Fahrer mit Bedarf an landesweiter Verfügbarkeit jedoch nicht.

Damit sich das ändert, müssten Kraftstoffhändler zusätzliche Lagertanks aufstellen, Zapfsysteme modernisieren und Sicherheitsabläufe für pflanzenbasierte Kraftstoffe anpassen. Händler werden diese Investitionen nur tätigen, wenn eine verlässliche Nachfrage und eindeutige regulatorische Rahmenbedingungen bestehen.

Einige Branchenbeobachter schlagen ein schrittweises Vorgehen vor: Zapfsäulen mit normalem Diesel und einer zertifizierten rapsbasierten Alternative, zunächst vor allem in ländlichen Regionen mit lokalem Rapsanbau. Später könnten Tankstellen in Umweltzonen den Kraftstoff als Teil umfassenderer Luftreinhaltepläne anbieten.

Was dies für Dieselbesitzer bedeuten könnte

Millionen Autofahrer in Europa besitzen Diesel, die mechanisch noch viele Jahre nutzbar wären, wegen strengeren Emissionsvorschriften aber vorzeitig ausgemustert werden könnten. Eine praktikable Option mit reinem Rapskraftstoff würde ihre Rechnung verändern.

In einem realistischen Szenario könnte der Fahrer eines Euro-6-Diesels pro Liter etwas mehr bezahlen und je Kilometer etwas mehr Kraftstoff benötigen, dafür jedoch mit einer besseren Emissionsplakette weiterhin Zufahrtsbeschränkungen überwinden. Kommunen erhielten sauberere Luft, ohne vergleichsweise junge Fahrzeuge sofort in grossem Umfang verschrotten zu müssen.

Fuhrparkbetreiber könnten noch weitergehen. Ein regionales Lieferunternehmen könnte seine gesamte Euro-6-Dieselflotte auf rapsbasierten Kraftstoff umstellen, mit einem Lieferanten Mengenpreise vereinbaren und die lokale Landwirtschaft fördern. Dies würde die Abhängigkeit von schwankenden Preisen fossiler Kraftstoffe reduzieren und Klimaziele unterstützen, ohne über Nacht eine komplett neue Elektroflotte anschaffen zu müssen.

Zentrale Begriffe und praktische Risiken

In dieser Debatte tauchen mehrere technische Begriffe regelmässig auf:

• Partikelfilter (DPF): ein Bauteil in der Abgasanlage, das Russ zurückhält. Unterschiedliche Kraftstoffe können beeinflussen, wie häufig eine Regeneration erforderlich ist.
• AdBlue: eine Harnstofflösung zur Verringerung von Stickoxidemissionen. Änderungen am Kraftstoff können eine andere Kalibrierung des Systems nötig machen.
• Euro-Norm: eine europäische Klassifizierung, welche die maximal zulässigen Schadstoffwerte für neue Fahrzeuge festlegt. Die Nutzung von Biokraftstoffen kann die Ergebnisse im realen Betrieb beeinflussen.

Es bestehen auch Risiken. Wird reines Rapsöl ohne fachgerechte Motoranpassungen eingesetzt, können Einspritzdüsen verstopfen, unvollständige Verbrennung auftreten und kostspielige Schäden entstehen. Eigenumbauten mit gebrauchtem Speiseöl sind mancherorts bereits verbreitet und zeigen sowohl das Potenzial als auch die Fallstricke solcher Kraftstoffe. Ohne Kontrolle können sie die Umweltbelastung erhöhen statt verringern.

Auch die Landwirtschaft wirft Fragen auf: Eine Nachfrage nach Rapskraftstoff in grossem Massstab darf weder mit der Lebensmittelproduktion konkurrieren noch schädliche Veränderungen der Landnutzung auslösen. Politische Entscheidungsträger müssen abwägen, welcher Anteil der Ackerflächen für Energiepflanzen, Lebensmittel und Biodiversität vorgesehen werden soll.

Wohin dieser Durchbruch als Nächstes führen könnte

Das Modell eines Rapsöl-Diesel-Hybrids könnte als Brückentechnologie dienen. Es kann die lokale Luftverschmutzung rasch senken, während die Infrastruktur für Elektro- und Wasserstofffahrzeuge weiter ausgebaut wird. Einige Ingenieure sehen sogar Kombinationsmöglichkeiten: Plug-in-Dieselhybride mit Biokraftstoff könnten auf langen Strecken sowohl die Abgasemissionen als auch den Verbrauch fossiler Energieträger deutlich reduzieren.

Die RUDN-Experimente zeigen vorerst, dass der in vielen Klimaplänen längst abgeschriebene Diesel weiterhin technologisches Anpassungspotenzial besitzt. Wenn Regulierungsbehörden, Kraftstoffanbieter und Hersteller in dieselbe Richtung arbeiten, könnte eine schlicht gelb blühende Kulturpflanze die Zukunft von Millionen Motoren verändern, die bislang vor einer vorzeitigen Ausmusterung standen.