Oxygenate
Oxygenate (syn. "Oktanbooster") sind sauerstoffhaltige Verbindungen in Benzinen. Sie bewirken eine Verbesserung der Benzinqualität (sog. Oxyfuels). Zum einen wird die Verbrennung der Kraftstoffe optimiert, indem die Gehalte schädlicher Komponenten in KFZ-Abgasen reduziert werden (Benzol, Ozon, NOX und CO). Zum anderen wird die Klopffestigkeit des Kraftstoffs verbessert (Erhöhung der Oktanzahl).
Die Anteile an Oxygenaten in Benzinen sind in den letzten Jahren stark gestiegen. Das derzeit wichtigste in der BRD eingesetzte Oxygenat ist Methyl-Tert-Butyl-Ether (MTBE). MTBE ist der eigentiche Ersatzstoff für das früher eingesetzte Blei-Tetra-Ethyl. In 2001 lag der durchschnittliche MTBE-Gehalt über alle Benzinsorten in Europa bei 2,1 %. In Deutschland betrug im Jahr 2001 der durchschnittliche MTBE–Gehalt im Normalbenzin 0,43 Vol.-% (Marktanteil 32,1 %), im Eurosuper 3,0 Vol.-% (Marktanteil 64,1 %) und im Super Plus-Kraftstoff 10,2 Vol.-% (Marktanteil 3,8 %). Die Maximalwerte von MTBE im Super-Plus betragen 15 %.
Insgesamt ist zu berücksichtigen, dass die Bedeutung der Oxygenate als Benzinadditive in den nächsten Jahren noch stark zunehmen wird. Dies hängt in erster Linie mit der für Europa beschlossenen Absenkung der Aromatengehalte auf unter 35 % zusammen. Damit ist zwangsläufig eine Steigerung der Anteile der Oxygenate verbunden, da nur diese die notwendige Klopffestigkeit der zukünftigen Benzine sicherstellen können. Die ab dem 01.01.2005 geltenden Richtlinien für die Gehalte von Oxygenaten in Benzinen sind der nachfolgenden Abbildung zu entnehmen.
- Richtlinie 98/70 des Europäischen Parlamentes und Rates vom 13.10.1998 -
TBA: tertiär Butanol, IPA: Isopropylalkohol, IBA: Isobutylalkohol
Neben den Vorteilen, die diese Verbindungen für die Verbesserung der Luftqualität besitzen, können nachteilige Wirkungen für das Grundwasser dann entstehen, wenn Benzininhaltsstoffe in das Grundwasser gelangen. Zwischenzeitlich sind in der BRD eine Reihe von Grundwasserverunreinigungen durch MTBE bekannt geworden. In diesem Kontext ist das Auftreten von tertiär-Butyl-Alkohol (TBA), ein wichtiges mikrobielles Abbauprodukt des MTBE, von Interesse.
In der BRD wurde in der Vergangenheit TBA als Oxygenat den Benzinen in geringen Anteilen zugemischt. Derzeit werden hauptsächich MTBE und ETBE (Ethyl-Tert-Butyl-Ether) eingesetzt. Dabei ist davon auszugehen, dass die ETBE-Gehalte in den nächsten Jahren ansteigen werden. Dies hängt mit der politisch gesteuerten Erhöhung der Benzinanteile aus nachwachsenden Rohstoffen zusammen. Nach der Kraftstoffqualitätsrichtlinie EG-RL 98/70 vom 13.10.1998 werden die Gehalte an Bio-Kraftstoffkomponenten in den Benzinen der EU-Länder bis zum 31.12.2004 mindestens 2 und bis zum 31.12.2010 mindestens 5,75 Vol. % betragen. Die notwendigen Mengen an Bio-Komponenten werden in der BRD zukünftig im wesentlichen durch ETBE erzeugt. Hierzu werden zucker- oder stärkehaltige Pflanzen angebaut, aus denen direkt oder indirekt Ethanol gewonnen wird. Aus dem Bio-Ethanol wird in chemischen Anlagen ETBE hergestellt. Die ersten Raffinerien in der BRD haben 2004 mit der Beimengung von ETBE in Benzine begonnen.
Im Gegensatz zur BRD wird in den USA in den Bundesstaaten, in denen der Einsatz von MTBE verboten wurde (z. B. Kalifornien), in erster Linie Ethanol zur Deckung des Bedarfs an Oxygenaten in den Benzinen eingesetzt. Darüber hinaus kommen untergeordnete Anteile an folgenden Oxygenaten hinzu:
tertiär Butanol (TBA)
Isopropylalkohol (IPA)
Isobutylalkohol (IPA)
tertiär-Amyl-Ether (TAME)
Diiso-Propyl-Ether (DIPE)
In den US-Bundesstaaten ohne MTBE-Verbot wird weiterhin MTBE als Hauptoxygenat eingesetzt.