Wichtige Unterschiede im Herstellungsprozess in Abhängigkeit der Rohstoffherkunft

Wenn pflanzliche Öle als Feedstock verwendet werden, sind diese oft mit freien Fettsäuren und anderen Verunreinigungen behaftet. Daher erfordert die Verarbeitung von pflanzlichen Ölen eine umfassende Reinigungs- und Raffinationsstufe, um diese Verunreinigungen zu entfernen, bevor der eigentliche Hydrierungsprozess beginnt. Dieser Reinigungsschritt ist entscheidend, um die Effizienz des Hydrierungsprozesses sicherzustellen und die Qualität des endgültigen HVO-Kraftstoffs zu verbessern.

Bei der Verwendung von tierischen Fetten als Feedstock treten ähnliche Herausforderungen auf, da auch tierische Fette Verunreinigungen enthalten können. Der Reinigungsprozess muss entsprechend angepasst werden, um die spezifischen Eigenschaften der tierischen Fette zu berücksichtigen.

Im Gegensatz zu E-Fuels spielen für die Herstellung von HVO vor allem Abfallstoffe wie Lebensmittelreste, Altfette, Biomasse oder Zellulose eine große Rolle.

Die Nutzung von Abfallprodukten als Feedstock erfordert ebenfalls spezifische Anpassungen im Produktionsprozess. Abfallprodukte können eine vielfältige Mischung von Substanzen enthalten, und es ist wichtig sicherzustellen, dass diese effizient und umweltfreundlich in HVO umgewandelt werden. Dies erfordert möglicherweise zusätzliche Stufen der Vorbehandlung, um unerwünschte Verbindungen zu entfernen oder zu reduzieren.

Insgesamt zeigt sich, dass die Wahl des Feedstocks nicht nur die Zusammensetzung des HVO-Kraftstoffs beeinflusst, sondern auch die technischen Anforderungen an den Produktionsprozess. Die Anpassung der Verarbeitungsschritte entsprechend dem gewählten Feedstock ist entscheidend, um einen effizienten, umweltfreundlichen und qualitativ hochwertigen Herstellungsprozess zu gewährleisten. Daher sind Ingenieure und Hersteller bestrebt, optimierte Verfahren zu entwickeln, die den spezifischen Anforderungen verschiedener Feedstocks gerecht werden und gleichzeitig die Umweltauswirkungen minimieren.

Verschiedene Rohstoffe begünstigen auch unterschiedliche technische Eigenschaften

Die Auswahl des Feedstocks beeinflusst jedoch nicht nur den Produktionsprozess, sondern auch maßgeblich die Eigenschaften und die Qualität des HVO-Endproduktes. Je nachdem, ob pflanzliche Öle, tierische Fette oder Abfallprodukte verwendet werden, können unterschiedliche Merkmale im HVO-Kraftstoff beobachtet werden.

Zusammensetzung und Reinheit

Pflanzliche Öle enthalten oft höhere Mengen ungesättigter Fettsäuren im Vergleich zu tierischen Fetten. Dies kann zu unterschiedlichen Cetanzahlen führen, die die Zündfähigkeit des Kraftstoffs beeinflussen. Durch die gründliche Reinigung und Raffination können jedoch hochreine HVO-Produkte mit stabilen Eigenschaften erzielt werden.

Kaltfließeigenschaften

Die Kaltfließeigenschaften, also das Verhalten des Kraftstoffs bei niedrigen Temperaturen, können je nach Feedstock variieren. HVO aus tierische Fetten neigt dazu, bei niedrigen Temperaturen schlechtere Fließeigenschaften zu haben, was zu Problemen in kälteren Klimazonen führen kann. Die Auswahl des Feedstocks und entsprechende Verarbeitungsschritte können diese Eigenschaften optimieren.

Emissionsprofile

Abhängig vom Feedstock, kann das HVO-Endprodukt unterschiedliche Emissionsprofile aufweisen. Pflanzliche Öle neigen dazu, niedrigere Gesamtkohlenwasserstoffemissionen zu erzeugen, während tierische Fette möglicherweise unterschiedliche Stickoxidemissionen aufweisen. Diese Unterschiede können bei der Anpassung von Motoren und Abgasnachbehandlungssystemen berücksichtigt werden.

Schmierfähigkeit

Die Schmierfähigkeit des HVO-Kraftstoffs kann je nach Feedstock variieren. Pflanzliche Öle neigen dazu, eine verbesserte Schmierfähigkeit zu bieten, was sich positiv auf die Lebensdauer von Motoren auswirken kann. Tierische Fette können hingegen zu einer etwas geringeren Schmierfähigkeit führen.

Nachhaltigkeit

Der ökologische Fußabdruck von HVO hängt stark vom gewählten Feedstock ab. Die Verwendung von Abfallprodukten kann zu einem besonders nachhaltigen HVO führen, da sie eine umweltfreundlichere Lösung für die Entsorgung von Abfällen bietet und gleichzeitig die Notwendigkeit von landwirtschaftlichen Flächen minimiert.

Insgesamt zeigt sich, dass die Wahl des Feedstocks direkte Auswirkungen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften des HVO-Endproduktes hat. Durch gezielte Anpassungen im Herstellungsprozess können Ingenieure und Hersteller die gewünschten Eigenschaften optimieren und gleichzeitig sicherstellen, dass der HVO-Kraftstoff den Anforderungen an Leistung, Umweltfreundlichkeit und Kompatibilität mit herkömmlichen Diesel-Fahrzeugen gerecht wird. Diese Eigenschaft des HVO ist einzigartig, weshalb man von einer echten Evolution im Vergleich zum herkömmlichen fossilen Diesel sprechen kann – und dies nicht nur in punkto Nachhaltigkeit.

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Die Herstellung von HVO ist ein faszinierender Prozess, der nicht nur die Energiewirtschaft, sondern auch die Umwelt positiv beeinflussen kann. Besonders spannend ist dabei der Blick auf den Feedstock, also die Rohstoffe, die für die Produktion dieses neuartigen, nachhaltigen Kraftstoffs verwendet werden können.

Der Rohstoffpool zur Herstellung von HVO

Für die Herstellung von HVO können zusammen gefasst drei Gruppen von Rohstoffen herangezogen werden. Dies sind:

• Lebensmittelreste und Altspeisefette,
• Klärschlämme oder andere organische Abfälle
• sowie sonstige biogene Reststoffe – etwa jene, aus denen auch ein Biodiesel gewonnen werden könnte.

Es fällt auf, dass die Rohstoffe zur Herstellung von HVO somit vornehmlich aus Abfallströmen stammen.

Diese Abfälle haben zwei große Vorteile: Erstens steigt ihre Verfügbarkeit mit der wachsenden Weltbevölkerung, dies ist gerade für bevölkerungsreiche Entwicklungsländer entscheidend. Zweitens werden diese Abfallströme für gewöhnlich keiner höherwertigen Nutzung mehr zugeführt, eine Teller-Tank-Diskussion, wie bei Biogas oder auch Biodiesel, gilt hier also nicht. Im besten Fall werden diese Abfälle ohnehin mehr oder minder direkt „verbrannt“ und Ihre Schadstoffe gelangen somit teils ungefiltert in unsere Atmosphäre.

Der HVO-Herstellungsprozess

Der eigentliche Herstellungsprozess beginnt mit der Vorbehandlung und der Reinigung der Rohstoffe. Je nach Herkunft und Grad der Verunreinigung der Ausgangsstoffe ist dieser Abschnitt mehr oder weniger aufwändig. Anschließend werden die aufbereiteten Pflanzenöle einem zweistufigen chemischen Prozess unterzogen – dem sogenannten Hydroprocessing.

Eingangs werden die Pflanzenöle unter hohem Druck und hohen Temperaturen in der Gegenwart eines Katalysators mit grünem Wasserstoff hydriert. Im Anschluss daran werden in einer Isomerisierung die Molekülstrukturen der Fettsäuren weiter modifiziert, um beispielsweise die Fließeigenschaften das Kraftstoffes zu optimieren. Der Herstellungsprozess findet seinen Abschluss in der Destillation und Reinigung des Endproduktes.

Am Ende des Prozesses steht dann ein zu einhundertprozentiges HVO (oder einfach: HVO 100), welches dann auch mit herkömmlichen Diesel gemischt – in der Fachsprache auch „blending“ bezeichnet – werden kann. Ganz nach den jeweils benötigten technischen Eigenschaften und auch in Abhängigkeit des gewünschten Produktpreises kann so für die jeweilig folgende Anwendung entweder ein reines HVO 100 oder ein HVO-Diesel-Blend zum Einsatz kommen. Bereits jetzt finden sich HVO-Diesel Blends an den Tankstellen in Deutschland, jedoch bisher mit i.d.R. maximal 25% HVO-Beimengung, damit diese nicht unter die XTL-Freigabe fallen, sondern noch unter die bisherige Diesel-Norm B7 (DIN EN 590).

Die Herstellung von HVO Kraftstoff im Detail: Von der Reinigung der Rohstoffe, über das Hydroprocessing bis zur Anwendung

HVO ist bilanziell bis zu 90% CO2-neutral

Da HVO aus regenerativen Rohstoffen hergestellt wird, müsste dieser Kraftstoff doch eigentlich zu einhundert Prozent klimaneutral sein, oder etwa nicht? Viele Hersteller von HVO geben die bilanzielle CO2-Neutralität ihres Endproduktes mit 80% bis 90% an. Die Korrektur erfolgt dabei aufgrund des Energieaufwandes in der Herstellung und auch aufgrund der Einrechnung aller notwendigen Logistikwege.

HVO fügt sich nahtlos in die bestehende Diesel-Infrastruktur ein

HVO zeichnet sich nicht nur durch seine Umweltfreundlichkeit aus, sondern auch durch seine Kompatibilität mit bestehenden Diesel-Fahrzeugen. Moderne Dieselmotoren bedürfen keiner zusätzlichen Modifikationen, um HVO verwenden zu können. Dies macht den Übergang zu diesem nachhaltigen Kraftstoff für Flottenbesitzer und Einzelpersonen gleichermaßen attraktiv und kann somit nahtlos erfolgen, was ihn zu einer praktikablen Lösung für die sofortige Reduzierung der Umweltauswirkungen des Verkehrssektors macht.

HVO kann nahtlos im bestehenden Tankstellen-Netzwerk eingesetzt werden und erfordert keine gesonderte technische Anpassungen an der Zapfsäule

Ein weiterer entscheidender Vorteil von HVO gegenüber fossilem Diesel ist die verbesserte Qualität des Kraftstoffs. HVO neigt weniger dazu, Ablagerungen in Motoren zu bilden, was zu einer längeren Lebensdauer der Fahrzeuge und zu geringeren Wartungskosten führt. Darüber hinaus hat HVO eine höhere Energiedichte und ergibt verbesserte Kraftstoffeffizienz und höhere Reichweite pro Tankfüllung. Diese Eigenschaften machen HVO nicht nur umweltfreundlicher, sondern auch wirtschaftlich attraktiv – für gewerbliche wie private Kunden gleichermaßen.

HVO in der Markteinführung

Die am 10. April 2024 beschlossene Zulassung von HVO 100 durch das Bundeskabinett steht kurz vor dem Abdruck in das Bundesgesetzblatt. Mit diesem Zeitpunkt kann HVO an deutschen Tankstellen frei verkauft werden. Damit die Markeinführung an den Tankstellen gelingt und die Verbraucher umfangreich über die neuen HVO Kraftstoffe informiert werden können, hat eFUEL-TODAY spezielle HVO-Informationsflyer hergestellt, die ab sofort frei zum Verkauf stehen. Als Partner und Unterstützer von eFUEL-TODAY erhalten Sie 99,00 € Rabatt auf Ihre Bestellung.

> Hier geht es zu unserem HVO-Flyer.

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Die TANKSTELLE & MITTELSTAND wird von der Einkaufsgesellschaft freier Tankstellen – kurz eft – veranstaltet und lockt jährlich tausende Besucher. Bild © eFUEL-TODAY

Messeschwerpunkte: Nachhaltigkeit und Digitalisierung

Die Messe ist in sieben Ausstellungsschwerpunkte unterteilt, die alle wichtigen Bereiche der Tankstellenbranche abdecken. Convenience, Waschen, Technik, IT, Beratung, Dienstleistung und Verbände sowie Investitionsgüter sind die zentralen Themen, die den Besuchern ein umfassendes Bild der aktuellen Entwicklungen vermitteln. Von modernsten Waschtechnologien über innovative IT-Lösungen bis hin zu Beratungsleistungen und Dienstleistungen – hier findet man alles, was für den erfolgreichen Betrieb einer Tankstelle von Bedeutung ist.

Ein besonderer Fokus der diesjährigen Tankstellenmesse lag auf nachhaltigen Kraftstoffen. Angesichts der dringenden Notwendigkeit, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und die Umweltauswirkungen der Tankstellenbranche zu minimieren, haben sich viele Aussteller dem Thema E-Fuels und anderen nachhaltigen Kraftstoffen wie HVO verschrieben. Besucher hatten die Möglichkeit, sich über die Vorteile und Herausforderungen dieser Alternativen zu informieren und sich mit Experten auszutauschen. Die Defossilisierung der Branche stand dabei ganz klar im Fokus.

Auf dem Messestand des Veranstalters war auch eFUEL-TODAY vertreten, um über den aktuellen Stand der Dinge und die Potentiale von E-Fuels aufzuklären. Bild © eFUEL-TODAY

Großes Interesse an E-Fuels auf der Messe

Auch eFUEL-TODAY war auf dem Messestand des bft vertreten, um die Kampagne der breiten Öffentlichkeit vorzustellen. Besonders die „E-Fuels? Ja, bitte!“- Sticker erfreuten sich unter den Besuchern großer Beliebtheit. Zudem waren einige der Partner von eFUEL-TODAY mit eigenen Messeständen präsent.

Übrigens, für alle, die sich nicht auf der TANKSTELLE & MITTELSTAND einen der beliebten E-Fuels? Ja, bitte!“- Sticker sichern konnten, geht es hier zur kostenlosen Bestellung.

Die TANKSTELLE & MITTELSTAND Messe ist jedoch nicht nur für Fachleute gedacht. Auch Endverbraucher können von ihrem Besuch profitieren. Die Messe bietet die Möglichkeit, direkt mit den Ausstellern in Kontakt zu treten und Informationen aus erster Hand zu erhalten. Besucher können sich über die verschiedenen Dienstleistungen informieren, von Convenience-Angeboten über Tankkartensysteme bis hin zu modernen Waschstraßen. Die Messe bietet somit eine wertvolle Gelegenheit, die Bedürfnisse der Kunden zu erkennen und innovative Lösungen zu entdecken.

Ein besonderer Hingucker: auf dem Messestand von Star und Orlen wurde ein echter Rennwagen aus der Formel 1 gezeigt. Bild © eFUEL-TODAY

Die TANKSTELLE & MITTELSTAND Messe ist nicht nur eine Leistungsschau der aktuellen Produkte und Dienstleistungen, sondern auch eine Plattform für Networking und den Austausch von Erfahrungen. Sie fördert die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren der Branche und schafft Synergien für zukünftige Entwicklungen.

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eFUEL-TODAY: Welche Hindernisse sehen Sie bei der Einführung von HVO in den deutschen Markt?

Kraatz: Zunächst mal politische Hürden. Nachdem im März ein Entschließungsantrag der Regierungsfraktionen eingereicht wurde, der die Anpassung der 10. BimSchV zugunsten einer Freigabe für HVO bewirken soll, muss dies nun vom BUMV, dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz, umgesetzt werden. Auch wenn diese Aufforderung mit dem Verweis „zeitnah“ versehen wurde, wird die tatsächliche Umsetzung trotzdem erst für 2024 erwartet. Bis dahin darf HVO aufgrund seiner geringeren Dichte weiterhin nicht in Reinform an öffentlichen Tankstellen vertankt werden. Diese Gesetzeslage für die definierte Dichte von Diesel-Kraftstoffen gilt übrigens nur für Deutschland – und sonst in keinem anderen EU-Land. Der Unterschied beträgt übrigens gerade mal 20g. Ein Liter HVO wiegt ca. 800 Gramm, ein Liter Diesel nach DIN EN 590 muss aber mindestens 820 Gramm wiegen. Zumindest noch…

Die weiteren Hürden sind eher technisch bzw. kapazitär. Die meisten Tanks der Tankstellen sind bereits belegt mit Kraftstoffen. Um HVO in Reinforn flächendeckend in den Handel zu bringen, müssten also Tanks für das Produkt freigemacht werden. Das ist in der Praxis oft eine große Herausforderung, weil meist mehrere Säulen gleichzeitig von einem Tank versorgt werden. Man also gegebenenfalls ein anderes Produkt dafür aus dem Angebot nehmen. Das muss natürlich wirtschaftlich geprüft werden. Eine Alternative wäre die Beimischung zum B7 Diesel, wie wir es heute zum Beispiel schon bei unserem Diesel protect25 machen – nur eben mit deutlich mehr Beimischung in Zukunft. Wir werden vermutlich beide Angebote in Zukunft sehen, je nach Verfügbarkeit und Nachfrage.

Die Einführung von HVO-Kraftstoffen ist an den meisten Tankstellen mit dem Ersetzen einer bestehenden Kraftstoff-Sorte verbunden, sofern keine neuen Versorgungstanks gebaut werden und daher wirtschaftlich zu prüfen © Sprint Tank GmbH

Welche Erfahrungen kann man aus dem EU-Ausland, wo HVO als Reinkraftstoff bereits an den Tankstellen erhältlich ist, mitnehmen?

Nur positive Erfahrungen. In vielen europäischen Ländern ist HVO100 schon seit Jahren zugelassen. Darunter Belgien, Dänemark, Finnland, Estland, Litauen, Niederlande, Norwegen und Schweden. Es sind keine Probleme beim Langzeitbetrieb bekannt. So leistet HVO in diesen Ländern schon seit Jahren einen enormen Beitrag zur CO2-Reduktion in der Bestandsflotte.

Welche Rolle werden HVO Beimengungen bzw. Blends am Markt spielen? 

Vermutlich eine große Rolle. Aufgrund der derzeit noch knappen Verfügbarkeit von E-Fuels, wird HVO recht schnell einen Markthochlauf erleben. Die technischen Eigenschaften sind sogar noch besser, als jene von fossilem Diesel. Zum Beispiel ist hier die bessere Kältebeständigkeit zu nennen. Die Laufruhe des Motors wird verbessert. Sogar der Verbrauch kann damit leicht gesenkt werden.  Durch das Volumen und den zunehmenden Wettbewerb wird der Preis sich sicher auch schnell in Richtung der klassischen Kraftstoffe bewegen, sich zumindest annähern. Somit werden natürlich zunächst Flottenbetreiber und umweltbewusste Aufofahrer*innen zum HVO greifen aber auch die Fahrzeugliebhaber, die die technischen Premium-Eigenschaften schätzen. Da die deutschen Tankkunden besonders preissensitiv sind, ist der große Durchbruch zu erwarten, sobald HVO sich preislich auf Augenhöhe mit dem fossilen B7 bewegt.

Gibt es bereits Erfahrungen im Umgang / dem Vertrieb von Blends? 

Wir sind bereits Anfang 2020 mit unserem Sprint DIESEL protect25 an den Start gegangen. Wir wollten damit ein Zeichen für Politik und Verbraucher setzen, besonders hier im politischen Zentrum, in Berlin. Wir wollten zeigen, was heute schon möglich ist – im Rahmen der DIN EN 15940 bzw. des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG). Gerade nach dem Diesel-Skandal war es uns wichtig zu zeigen, dass man mit dieser hocheffizienten Motoren-Technologie auch aktiv zum Umweltschutz beitragen kann. Gerne hätten wir auch HVO100 in den Handel gebracht, aufgrund der genannten DIN-Limitierung war dies aber leider nicht an unseren öffentlichen Straßentankstellen möglich. Dennoch sind wir stolz, dass wir mit zu den ersten Gesellschaften zählen, die diesen mutigen Weg gegangen sind und schon seit Jahren dazu beitragen den CO2-Ausstoß von Diesel-Fahrzeugen zu senken und somit die Bestandsflotte zu dekarbonisieren. 

Mit dem Sprint DIESEL protect25 hat die Tankstellen-Gesellschaft bereits ein HVO-Produkt auf den Markt gebracht, das bereits an 7 Standorten verfügbar ist © Sprint Tank GmbH

Aktuell haben wir bereits 7 Standorte im Netz, die das Produkt anbieten. Aufgrund der limitierten Tankkapazitäten konnten wir immer nur sukzessive neue Standorte hinzunehmen. Die neue Gesetzeslage wird das Thema aber enorm beschleunigen, in der gesamten Branche. So können künftig viele Varianten – von Beimischungen bis zu separaten Säulen – dazu beitragen das Produkt national im großen Stil verfügbar zu machen.

Das Produkt kam vom ersten Tag an sowohl bei unseren Partnerinnen und Partnern als auch bei unseren Kundinnen und Kunden sehr gut an. Interessant war dabei die unterschiedliche Motivation das Produkt zu tanken. Wir haben dafür in der Anfangsphase eine Kundenbefragung durchgeführt, an der 171 Personen teilgenommen haben. 

Erste Erkenntnis war, dass trotz enormer Bemühungen bei der Produktkennzeichnung, an mehr als 10 verschiedenen Touchpoints, ein gutes Drittel der Befragten angegeben hat, das Produkt unbewusst getankt zu haben. Wir hatten dafür zwei der vorhandenen B7-Zapfpunkte ersetzt, was vermutlich dazu geführt hat. Deshalb empfehlen wir eine sehr prominente Kennzeichnung oder nach Möglichkeit sogar eine eigene Säule dafür anzubieten.

Bei den Kundinnen und Kunden, die das Produkt bewusst getankt haben, teilte sich das Feld in gut 64% derer, die den Umweltschutz und die Co2-Einsparung an Kaufgrund angegeben haben aber immerhin auch noch 36%, die die technischen Vorteile wie Laufruhe, Kältebeständigkeit etc. angegeben haben. Dies sollte man für Marketing und Kommunikation in Richtung der Verbraucherinnen und Verbraucher also auch nicht vernachlässigen. Wir haben von Anfang an beide Attribute kommuniziert: „Gut für den Motor, besser für die Umwelt“ – lautet unser Slogan für das Produkt.

Wir beziehen unser HVO von verschiedenen Lieferanten, unter anderem von Neste. Diesel protect25 wird von unserer Muttergesellschaft, der BMV (Berliner Mineralöl Versorgungsgesellschaft mbH), geblendet und vertrieben. So setzen zum Beispiel auch die BK Benzin-Kontor aus München und die ELO aus Erlangen auf unseren Diesel protect25.

Bilder © Sprint Tank GmbH

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Seit dem Jahr 2009 ist Blohme-Hardegen für den Flughafen Hamburg tätig und leitet aktuell den Bereich Umwelt. Damit ist er in einem der wohl spannendsten und in jüngster Zeit auch herausforderndsten Ressorts des Flughafens tätig. „Ab 2035 wollen wir am Flughafen Hamburg komplett CO2 frei arbeiten – diese Net-Zero-Strategie ist elementarer Bestandteil meiner Arbeit“ sagt Blohme-Hardegen im Interview mit eFUEL-TODAY.

Jan Eike Blohme-Hardegen, Leiter des Bereichs Umwelt am Hamburg Airport – Nicht nur ein waschechter Hanseat, sondern auch bekennender Befürworter von HVO-Kraftstoffen © Hamburg Airport

Wenn es um die tatsächliche Anwendung von HVO in der täglichen Praxis geht, kann der Flughafen Hamburg auf einen derzeit fast einzigartigen Erfahrungsschatz zurück blicken, denn seit 2016 läuft jedes dieselbetriebene Fahrzeug am Hamburger Flughafen mit 100% HVO.

Vor dem Hintergrund die tatsächlichen Potenziale von HVO und die Erfahrungen im Umgang mit dem umweltfreundlichen Kraftstoff in der Praxis auszuloten, haben wir mit dem Hamburger Flughafen ein Interview geführt.

Interview über die Verwendung von HVO im Flughafen-Betrieb

eFUEL-TODAY: Was waren für Sie die ausschlaggebenden Argumente dafür, HVO-Produkte in Ihrer Flotte zu verwenden?

Blohme-Hardegen: Zuerst einmal muss man an dieser Stelle sagen, dass der Flughafenbetrieb, gerade im Heavy-Duty Bereich und beim Ground-Support-Equipment, nicht ohne dieselbetriebene Fahrzeuge und Maschinen auskommt. Vor dem Hintergrund der notwendigen und ehrgeizigen Einsparungsziele von CO2 musste also für diese Anwendungen ein alternativer Kraftstoff gefunden werden, der praktikabel und vor allem auch verfügbar ist.

Für den Einsatz von HVO am Hamburger Flughafen haben in erster Linie technische Aspekte gesprochen. HVO ist dem konventionellen Diesel in technischer Hinsicht schlichtweg deutlich überlegen. HVO lässt sich Sommer wie Winter besser lagern. Darüber hinaus haben wir einen messbaren Minderverbrauch über den gesamten Fuhrpark hinweg messen können – circa 3% bis 7% Einsparung im Kraftstoffverbrauch.

Das natürlich stärkste Argument für den Einsatz von HVO ist die Umweltbilanz. Die Umstellung auf HVO führte zu einer Reduktion von elementarem Kohlenstoff um 40%, bei der innermotorischen Verbrennung war eine Reduktion um bis zu 15% messbar. Ultrafeine Partikel konnten durch die Umstellung sogar um 99% verringert werden.

Seit wann nutzen Sie HVO-Produkte?

Als der Hamburger Flughafen im Jahr 2013 das „Mobilitätskonzept 2020“ verabschiedet hat, wurde deutlich, dass zeitnah der fossile Diesel in der Flotte ersetzt werden muss. Im Jahr 2015 haben wir dann 10.000 Liter C.A.R.E. Diesel kommen lassen, um damit eine ausgewählte Fahrzeugflotte testweise zu betreiben. Zu diesen Fahrzeugen gehörten unter Anderem Mercedes-Benz Sprinter, Hubtransporter und diverse andere Sondergeräte und PKW.

Seit 2015 in den Tanks: C.A.R.E. Diesel von TOOL-FUEL aus Hamburg © Hamburg Airport

Alle Fahrzeuge wurden vor den breit angelegten Tests gewartet, um eine solide Ausgangssituation zur Beurteilung der Praktikabilität zu schaffen. Schnell wurde dabei deutlich, dass sich durch die Umstellung auf den C.A.R.E. Diesel diverse Vorteile ergaben. Es kam zu einem deutlichen Rückgang der Sonderserviceintervalle, und auch positive Umwelteinflüsse waren messbar. Neben der Einsparung von 40% des elementaren Kohlenstoffes war auch eine Reduktion ultrafeiner Partikel von 99% messbar. Dies hat eine deutliche Verbesserung der Luftqualität auf dem Rollfeld zur Folge. Nach diesen positiven Beobachtungen wurde die Betriebstankstelle auf dem Flughafen dann im Oktober 2016 vollständig auf HVO umgestellt. Seither laufen alle dieselbetriebenen Fahrzeuge und Geräte am Hamburger Flughafen problemlos mit HVO.

Für welche Anwendungsbereiche nutzen Sie derzeit HVO-Produkte und welche Produkte sind dies genau?

HVO wird am Flughafen in Hamburg in allen Fahrzeugen genutzt, die dieselbetrieben sind. Da es sich bei Flughafenequipment meist um Fahrzeuge handelt, die in Kleinserien von wenigen hundert Fahrzeugen hergestellt werden, ist der Dieselmotor noch recht stark vertreten.

Im Flughafen selbst, also beispielsweise im Gepäckumschlag, werden Fahrzeuge, wie die Gepäckschlepper, mit Erdgas betrieben. Dies ist notwendig, da diese Fahrzeuge unter anderem in geschlossenen Räumen zum Einsatz kommen.

Ziegler Z8 – die größten Fahrzeuge, die der Airport mit HVO betankt © Hamburg Airport

Gibt es seit Umstellung nennenswerte technische Beobachtungen positiver sowie in negativer Art?

Aus technischer Sicht haben sich durch die Umstellung auf HVO ausschließlich positive Effekte gezeigt. Dies beginnt bei scheinbar trivialen Themen, wie der Lagerung. HVO hat eine deutlich geringere Wassergefährdungsklasse. Somit ist der Umgang bei der Lagerung und der Betankung deutlich weniger umweltgefährdend.

Im Rahmen des tatsächlichen Betriebes der Fahrzeuge ist vor allem der Rückgang der Sonderserviceintervalle auffällig. Im Flughafenbetrieb fahren manche Fahrzeuge Ultrakurzstrecken von deutlich unter 100m. Diese Fahrzeuge, beispielsweise MB Sprinter, erreichen so gut wie nie ihre Betriebstemperatur. In der Vergangenheit und beim Betrieb mit fossilem Diesel waren deshalb Sonderserviceintervalle notwendig und dies teilweise im 2-Wochen Takt. Seit Umstellung auf HVO haben wir besonders mit diesen Fahrzeugen deutlich weniger technische Probleme.

Welche Mehrkosten hat die Umstellung auf HVO-Produkte mit sich gebracht?

Die reine Umstellung der Betriebstankstelle hat vergleichsweise geringe Kosten mit sich gebracht. Natürlich war es im Zuge der Umstellung notwendig, die Tanks reinigen zu lassen. Dichtungsmaterialien der gesamten Tankstelle mussten nicht umgerüstet werden, hier war alles schon HVO-ready.

Der wesentliche Aspekt der Mehrkosten ist natürlich die Kraftstoffbeschaffung, wobei man hier sagen muss, dass sich diese stark relativiert aufgrund der gesunkenen Total-Costs-of-Ownership. Unter’m Strich hat sich die Umstellung auf HVO, was die Kosten angeht, sogar gelohnt! Dazu geführt haben die geringeren Servicekosten der Geräte – alleine die Regeneration der Diesel-Partikelfilter der Bodenstromanlagen ist sehr kostspielig – sowie langfristige Lieferverträge, die der Flughafen Hamburg mit den Lieferanten von HVO ausgehandelt hat, wirken sich positiv auf die Kosten aus. Neben den ökologischen und klimapolitischen Anreizen spricht am Ende also auch die Wirtschaftlichkeit für HVO.

Planen Sie in Zukunft die Nutzung von HVO noch weiter auszubauen?

Wir haben das Maximum erreicht, der Hamburger Flughafen hat seit Oktober 2016 keinen Tropfen fossilen Diesel mehr verbraucht. Dies ist fester Bestandteil unserer Net-Zero-Strategie. Wenn Diesel am Flughafen, dann nur HVO.

Können Sie beziffern, wie viel CO2 durch die Verwendung von HVO in Ihrer Flotte eingespart werden kann?

Der Hamburger Flughafen hat im Jahr 2022 rund 630.000 Liter HVO verbraucht. Dies entspricht insgesamt einer Reduktion von fossilem CO2 in Höhe von 1.500 t im Vergleich zu herkömmlichem Diesel. Dabei war es uns von Anfang an wichtig, dass wir auf HVO zurück greifen, der komplett frei von Palmöl und Palmölderivaten ist. Unser Lieferant stellt uns hier einen eigens kreierten Kraftstoff zur Verfügung, der genau auf unsere Bedürfnisse und Anforderungsbereich zugeschnitten ist.

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Bildinhalte: © Hamburg Airport

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Im Interview mit eFUEL-TODAY hat sich das Unternehmen aus Finnland jeglichen Fragen rund um die Herstellung von HVO gestellt und liefert somit spannende Einblicke in eine vielversprechende und zukunftsweisende Kraftstofftechnologie. 

Interview 

eFUEL-TODAY: Was ist ein HVO und wie grenzt es sich beispielsweise von einem konventionellen E-Fuel oder einem Bio-Diesel ab? 

Neste: Erneuerbarer Diesel (HVO) und Biodiesel sind zwei verschiedene Dinge. Für unser (HVO-) Produkt, den Neste MY Renewable Diesel, werden nur erneuerbare organische Rohstoffe verwendet, deren Lieferanten strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Auch die Verarbeitung der Rohstoffe ist unterschiedlich. Neste MY ist ein HVO: Pflanzenöl wird gereinigt und bei einer hohen Temperatur mit Wasserstoff behandelt. Hierdurch wird die chemische Zusammensetzung des erneuerbaren Dieselkraftstoffs so verändert, dass sie der von fossilem Diesel ähnelt. 

Biodiesel basiert auf Fettsäuremethylester: FAME. Seine Qualität ist nicht so hoch und auch nicht durchgehend gleich. Biodiesel unterscheidet sich außerdem in der Zusammensetzung von sowohl fossilem als auch erneuerbarem Diesel. Dank seiner chemischen Zusammensetzung erfordert die Nutzung von HVO keine zusätzlichen Investitionen in den Fuhrpark oder einen erhöhten Wartungsaufwand. Anders bei Biodiesel, der Anpassungen an den Motoren und/oder einen höheren Wartungsaufwand erforderlich macht.

Der Produktionsprozess bei eFuels basiert nicht auf Biomasse-Rohstoffen, sondern besteht in der Gewinnung und Weiterverarbeitung von CO2 unter Einsatz von Wasserstoff aus der Wasserelektrolyse. Dieser Prozess erlaubt die Produktion von Kohlenwasserstoffketten, die als Kraftstoff verwendet werden können.

Was sind die Vorteile von Neste MY Renewable Diesel gegenüber fossilem Diesel?

Unser MY Renewable Diesel ist ein vollwertiger Dieselkraftstoff mit einer ähnlichen chemischen Zusammensetzung wie fossiler Diesel, der für alle Dieselfahrzeuge und -motoren geeignet ist. Der Kraftstoff bietet eine gleich hohe Performance wie konventioneller Diesel, verursacht aber um bis zu 90 % geringere Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) im Vergleich zu fossilem Diesel.* Neste MY verringert außerdem die Emissionen gefährlicher Stoffe wie z. B. Feinstaub, Kohlenwasserstoff, Stickoxide, Kohlenstoffmonoxid und polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAH), wodurch die Luftqualität vor Ort verbessert wird.

Im Gegensatz zu fossilem Diesel enthält Neste MY Renewable Diesel keine Aromaten oder Verunreinigungen. Dadurch lässt sich der Kraftstoff mit maximaler Effizienz verbrennen. Die hohe Cetanzahl sorgt für eine effiziente und saubere Verbrennung, was bedeutet, dass der Motor sauberer bleibt als bei herkömmlichem Biodiesel (FAME). Daher benötigen Flotten, die Neste MY Renewable Diesel verwenden, in der Regel weniger Wartung.

NEXBTL Diesel vs. Fossil Diesel in der Verbrennung © Neste

Welche Rolle werden HVO-Kraftstoffe in Zukunft auf dem Kraftstoffmarkt spielen und in welchen Mengen sind diese verfügbar? 

Die globale Gesamtproduktion von HVO100 steigt bis 2025 auf 30 Mio. Tonnen (Greenea, 2021). Die weltweite jährliche Produktionskapazität von Neste beträgt 3,3 Millionen Tonnen hochwertiger erneuerbarer Kraftstoffe und anderer erneuerbarer Produkte. Bis Ende 2023 ist ein Anstieg auf 5,5 Mio. Tonnen geplant, bis 2026 ein weiterer Anstieg auf 6,8 Mio. Tonnen durch den Ausbau der Raffinerie in Rotterdam.

Ist ein HVO uneingeschränkt kompatibel mit den bereits existierenden Dieselmotoren? Gibt es Erfahrungen zum Thema der Haltbarkeit der Motoren, Leistungsausbeute, Kraftstoffqualität i.S.e. saubereren Verbrennung oder andere technische Vorteile? 

Der MY Renewable Diesel weist eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie fossiler Diesel auf. Dies bedeutet, dass der Kraftstoff ein Drop-in-Ersatz für fossilen Diesel ist und keine Investitionen für den Ersatz von Fahrzeugen oder Anpassungen an Motoren erforderlich sind. Neste MY Renewable Diesel ist vollständig kompatibel mit allen Dieselmotoren und der bestehenden Verteilungsinfrastruktur. Der Kraftstoff ist für sehr niedrige Temperaturen von bis zu -22°C geeignet. Er bietet bei diesen Bedingungen eine bessere Performance als fossiler Diesel, da seine hohe Cetanzahl eine effiziente und saubere Verbrennung gewährleistet.

Sehen Sie wichtige Vorteile eines HVO gegenüber E-Fuels? 

HVO-Kraftstoffe sind eine jetzt schon verfügbare Lösung im Kampf gegen den Klimawandel, da sie auf Rohstoffen und Produktionskapazitäten basieren, die sofort genutzt werden können. Ähnlich wie Neste MY Renewable Diesel haben eFuels einen großen Einfluss auf die Senkung der Treibhausgasemissionen im Vergleich zur Verwendung fossiler Brennstoffe, da das bei der Verbrennung von eFuels freigesetzte CO2 die Menge an Treibhausgasen in der Atmosphäre nicht erhöht. Beide Lösungen – Neste MY Renewable Diesel und eFuels – werden benötigt, um die Energiewende und den Ersatz von fossilen Energiequellen zu unterstützen.

Wie läuft der Herstellungsprozess von HVO ab und wo wird HVO derzeit hergestellt?

Die Abkürzung HVO steht für „Hydrotreated Vegetable Oil“, zu Deutsch „hydriertes Pflanzenöl“. Er wird durch eine katalytische Reaktion der Pflanzenöle oder tierischen Fette mit Wasserstoff (Hydrierung) hergestellt. Neben Pflanzenölen werden für diese Art von Diesel Abfälle sowie Öle und Fette aus Reststoffen, wie beispielsweise gebrauchtes Speiseöl, in der Produktion eingesetzt. HVO-Kraftstoffe können in Reinform (100 % HVO) eingesetzt, aber auch in einem beliebigen Verhältnis mit z. B. fossilem Diesel gemischt werden.

Neste MY Renewable Diesel wird in den Raffinerien von Neste im finnischen Porvoo, Singapur und Rotterdam hergestellt. Alle Neste-Raffinerien, die erneuerbare Produkte herstellen, wurden nach dem ISCC-System (International Sustainability and Carbon Certification, Internationale Nachhaltigkeits- und Kohlenstoffzertifizierung) zertifiziert und haben die Freigabe durch die amerikanische Umweltschutzbehörde (Environmental Protection Agency, EPA) erhalten. Darüber hinaus verfügen die Raffinerien in Porvoo, Rotterdam und Singapur über ein nach DIN ISO 14001 zertifiziertes Umweltschutzmanagementsystem.

Kann ein HVO problemlos mit konventionellem Diesel vermischt werden? Wenn ja, welcher Anteil von HVO im Blend ergibt die meisten Vorteile? 

Neste: Unser Produkt weist eine ähnliche chemische Zusammensetzung wie fossiler Diesel auf. Dies bedeutet, dass der Kraftstoff ein Drop-in-Ersatz für fossilen Diesel ist und keine Investitionen für den Ersatz von Fahrzeugen oder Anpassungen an Motoren erforderlich sind. Der Kraftstoff kann in einem beliebigen Verhältnis mit fossilem Diesel gemischt werden – oder in Reinform (100 % Neste MY) verwendet werden. HVOs werden in den unterschiedlichsten Mischungen angeboten; HVO20 zum Beispiel besteht aus 20 % HVO und 80 % fossilem Diesel. Bei HVO100 sind die Vorteile in Bezug auf Nachhaltigkeit natürlich am größten. Wird HVO mit fossilem Diesel gemischt, verringern sich diese Vorteile proportional zum fossilen Anteil. Zum Beispiel bietet HVO100 eine Reduzierung des CO2e um bis zu 90 % *, bei HVO20 sind dies nur noch 18 %.

Wie klimafreundlich ist ein HVO? 

Mit Neste MY Renewable Diesel können die THG-Emissionen im Vergleich zu fossilem Diesel über den Lebenszyklus um bis zu 90 % reduziert werden. Die Methode zur Berechnung der Lebenszyklusemissionen und der Emissionsreduzierung entspricht der Erneuerbare-Energien-Richtlinie II der Europäischen Union (2018/2001/EU).

Wir erinnern uns an die Kritik in der Vergangenheit zum Thema Palmöl. Spielt dieser Rohstoff noch eine Rolle? 

Über 90 Prozent der von Neste weltweit verwendeten Rohstoffe sind Abfälle und Reststoffe, im Jahr 2022 waren es 95 Prozent. Neste plant, den Anteil von konventionellem Palmöl bis Ende 2023 auf 0% des weltweiten Einsatzes von erneuerbaren Rohstoffen zu reduzieren.  Für den in Deutschland erhältlichen erneuerbaren Diesel verzichtet Neste bereits vollständig auf Palmöl.

Sind HVO von der klassischen Teller-Tank-Debatte betroffen?

Sowohl gebrauchtes Speiseöl als auch tierische Fettabfälle gehören zu den vielen gesetzlich zugelassenen Abfällen und Reststoffen für die Herstellung von erneuerbaren Kraftstoffen und stehen nicht in Konkurrenz zur Verwendung als Lebensmittel. Die effiziente Nutzung von Abfällen und Reststoffen, die weltweit aus zahlreichen Quellen zur Verfügung stehen, ist zudem einer der Eckpfeiler der Kreislaufwirtschaft. Die Produktion hochwertiger Produkte aus Abfällen und Reststoffen ist ein Beispiel für eine effiziente Nutzung von Ressourcen.

Welche Bedeutung messen Sie der Einführung von HVO in den deutschen Markt bei?

Neste begrüßt die Pläne der deutschen Regierungskoalition, paraffinische Dieselkraftstoffe nach DIN EN 15940 in die 10. BImSchV aufzunehmen und damit auch ihren Verkauf an öffentlichen Tankstellen zuzulassen. Bislang war der Verkauf und Einsatz von paraffinischen Kraftstoffen, wie e-fuels oder erneuerbarem Diesel (HVO) in Deutschland lediglich in Kraftstoffgemischen bis zur Beimischungsgrenze von 26 Prozent möglich. Während die Nutzung von 100 Prozent erneuerbarem Diesel hierzulande ohne Einschränkung bisher nur in Non-Road-Anwendungen und im öffentlichen Nahverkehr möglich war, soll die geplante Zulassung  das Inverkehrbringen und die Nutzung in Reinform in Deutschland in allen Segmenten zeitnah erlauben. Im Kampf gegen den Klimawandel haben wir keine Sekunde zu verlieren und müssen jede uns zur Verfügung stehende Lösung nutzen. Erneuerbarer Diesel kann die Treibhausgasemissionen (THG oder CO2e) über den Lebenszyklus des Kraftstoffs im Vergleich zu fossilem Diesel um bis zu 90 % reduzieren.  Es ist daher wichtig, dass wir auch hierzulande den Verkauf synthetischer Reinkraftstoffe an öffentlichen Tankstellen ermöglichen.

In welchen Ländern ist  HVO als Reinkraftstoff bereits an Tankstellen erhältlich?

Neste MY Renewable Diesel ist in mehreren EU-Ländern wie den Niederlanden, Finnland, Schweden, Belgien und den baltischen Staaten Estland, Lettland und Litauen sowie in den Vereinigten Staaten erhältlich. Europaweit gibt es weit mehr als 500 öffentliche Tankstellen, an denen Autofahrer ihr Fahrzeug mit erneuerbarem Diesel betanken können. 

Bildquellen: © Neste

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„Wir haben HVO in Deutschland auf den Markt gebracht!“

Mit diesem starken Statement beginnt Alexander Stöhr, Geschäftsführender Gesellschafter der TOOL-FUEL Services GmbH mit Sitz in der Hansestadt Hamburg, das Gespräch mit eFUEL-TODAY.

„Wir haben HVO in Deutschland auf den Markt gebracht!“ – Alexander Stöhr, Geschäftsführender Gesellschafter der TOOL-FUEL Services GmbH

Wir haben das 2013 gegründete Unternehmen besucht, um mehr über jenen Kraftstoff zu erfahren, der seit einigen Wochen in den Fokus der öffentlichen Wahrnehmung gerückt ist. Die Änderung der BImSchV macht es nun möglich, dass bald HVO in Reinform an deutschen Tankstellen gezapft werden kann. In anderen EU-Ländern, wie etwa Belgien oder den Niederlanden, ist dies schon seit Jahren möglich. Reines HVO findet in Deutschland als nachhaltiger Dieselersatz bisher lediglich bei Großverbrauchern, im Offroad-Bereich oder bei Kommunen Anwendung, so beispielsweise auch beim Flughafen Hamburg.

Dem deutschen Endverbraucher ist der Begriff HVO vielleicht noch nicht so geläufig. HVO (hydrotreated vegetable oil) wird aus Rest- und Abfallstoffen (z. B. Frittierfett) gewonnen und kann im Vergleich zu fossilem Diesel die THG-Emissionen um bis zu 90 %* senken. Die größte Bekanntheit in Deutschland erlangte bisher dabei das HVO 100 Produkt C.A.R.E. Diesel ®. Seit Januar 2023 ist C.A.R.E. Diesel ® als HVO-Reinkraftstoff unter dem Namen Neste MY Renewable DieselTM erhältlich.

C.A.R.E. Diesel ® ist übrigens der Markenname, welchen die Firma TOOL-FUEL ihrem Produkt im Jahr 2013 gegeben hat. Dies verdeutlicht die Relevanz des Hamburger Handelshauses für den noch jungen HVO-Markt. Während das Unternehmen sich in der Anfangszeit bedingt durch gute Subventionsstrukturen auf die Belieferung des österreichischen Marktes konzentrierte, schloss seit 2016 auch der deutsche Markt mengenmäßig auf. Heute ist TOOL-FUEL einer der zentralen Player im deutschen Markt und beispielsweise Lieferant von Großkunden, wie Flughäfen oder Logistikern.

Interview

eFUEL-TODAY: Guten Tag Herr Stöhr! Zuerst einmal vielen Dank, dass Sie uns heute Rede und Antwort zu einem Thema stehen, welches uns in den letzten Wochen schier allgegenwärtig in den Medien begegnet ist. Es geht um den nachhaltigen Dieselersatz HVO. Könnten Sie uns zunächst einmal erklären, was ein HVO genau ist und worin der Unterschied zu einem E-Fuel oder gar einem Biodiesel besteht?

Alexander Stöhr: Sehr gerne, ich begrüße es sehr, dass eine Initiative, die sich im Kern um E-Fuels kümmert, nun auch HVO einmal genauer in den Fokus rückt. Aus meiner Sicht ist es von großer Wichtigkeit, dass alle alternativen Kraftstoffe genau beleuchtet und bekannt gemacht werden und nun zu Ihrer Frage!

Wenn man von einem E-Fuel – in diesem Fall E-Diesel – ausgeht, welches im Fischer-Tropsch Verfahren hergestellt wird, so gibt es in der Qualität des Kraftstoffes keinen Unterschied zum HVO. Was sich jedoch unterscheidet, ist der Herstellungsprozess und die Herkunft der Rohstoffe. Bei der Herstellung eines E-Fuels werden die Kohlenwasserstoffketten synthetisch produziert. Vereinfacht bedeutet dies, dass Wasserstoff, welcher durch die Elektrolyse von Wasser gewonnen wird, in einem Syntheseprozess mit Kohlenstoff, der zuvor in Form von CO2 der Luft entzogen wurde, zu einem Kohlenwasserstoff verarbeitet wird.

Bei der Herstellung von HVO bedient man sich hingegen biogenen Rohstoffen, in denen die Kohlenwasserstoffketten bereits vorhanden sind. Diese biogenen Rohstoffe stammen bei der Herstellung von HVO heutzutage vermehrt aus Abfallströmen, beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie in Form von alten Speisefetten oder auch aus für Lebensmittel unverwertbaren Pflanzenreststoffen. Dadurch steht die Produktion von HVO in keiner Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Dazu sind die benötigten Rohstoffströme zuhauf vorhanden, da die Abfälle in der Lebensmittelindustrie mit der wachsenden Weltbevölkerung korrelieren. Je mehr Menschen auf dieser Welt versorgt werden müssen, desto größer ist auch die Menge an Abfällen, wie Speisefetten. In gewisser Weise wächst also der Rohstoffpool für HVO (Angebot) mit der Menge der Weltbevölkerung (Nachfrage). Diese anfallenden Altfette kann man aufgrund von Gesundheitsauflagen in der Lebensmittelindustrie dem Nahrungsmittelzyklus nicht mehr zuführen, für die Herstellung eines Kraftstoffes eignen sich diese Rohstoffe jedoch perfekt.

Die Abgrenzung eines HVO zum Biodiesel ist ebenfalls sehr spannend. Jeder Rohstoff, der zu einem Biodiesel verarbeitet werden kann, eignet sich ebenfalls zur Herstellung eines HVO. Der Unterschied liegt hier zum einen im Herstellungsprozess und der daraus resultierenden Kraftstoffqualität. Eine HVO-Produktionsanlage ist um ein Vielfaches komplexer und teurer als eine Anlage zur Produktion von Biodiesel mit vergleichbarem Output. Während ein Biodiesel dann für die aller meisten Anwendungen gut geeignet ist, kann ein HVO aufgrund seiner noch höheren Qualität auch dann verwendet werden, wenn die Anforderungen besonders hoch sind. Wo nun ein HVO oder ein Biodiesel angewendet werden sollte, hängt also von den Anforderungen ab. Biodiesel wird dabei immer preiswerter sein, weshalb es in vielen Anwendungen auch Sinn ergibt, diesen Treibstoff zu nutzen. Wichtig sind uns, als Handelshaus für HVO, technologieoffene Rahmenbedingungen seitens der Politik, sodass der Markt und die Anwendung entscheiden, welcher flüssige Energieträger am besten geeignet ist. Zum Glück bewegen wir uns derzeit politisch in die richtige Richtung.

eFUEL-TODAY: Sie sprechen davon, dass die zur Herstellung von HVO benötigten Rohstoffe in großen Mengen existieren und man sich hier sowieso Abfallströmen bedient, die entweder überhaupt nicht oder minderwertig genutzt werden. Ist HVO aus Ihrer Sicht also gekommen um zu bleiben oder sprechen wir hier nur von einer Brückentechnologie, bis die Herstellung von E-Fuels hochgefahren ist, da diese ohne biogenen Rohstoff auskommt?

Alexander Stöhr: Um den Bedarf an nachhaltiger Energie für unterschiedlichste Anwendungen zu sichern, brauchen wir eine Vielzahl von Energieträgern und HVO wird dabei auf lange Sicht definitiv eine Rolle spielen. Schon jetzt ist die industrielle Produktion von HVO soweit ausgebaut, dass wir keine Skaleneffekte bei den Herstellungskosten mehr beobachten können. Das Produkt ist also – im Gegensatz zu einem E-Fuel – schon jetzt verfügbar und das im Maßstab von ganzen Schiffsladungen. Der Umstand, dass zur Produktion von HVO Rohstoffströme aus Abfällen genutzt werden können, ist ein großer Vorteil dieses Energieträgers. Mit wachsender Weltbevölkerung werden diese Abfälle nur noch mehr und darüber hinaus haben wir auch jetzt noch lange nicht alle potenziellen Quellen ausgeschöpft. HVO ist also gekommen um zu bleiben und ergibt beim Klimaschutz genau dann Sinn, wenn sowieso vorhandene Abfälle genutzt werden. Wichtig ist dabei zu sagen, dass HVO nicht den Anspruch hat, den gesamten Bedarf an nachhaltigem Diesel zu decken, sondern sich einreiht in ein nachhaltiges Angebot von Kraftstoffen – neben Biodiesel und E-Fuels.

eFUEL-TODAY: Sie stellen die sehr hohe Qualität von HVO heraus. Lässt sich folglich jeder Dieselmotor problemlos mit HVO betreiben?

Alexander Stöhr: Prinzipiell lässt sich jeder Diesel mit HVO problemlos betreiben. Sicherlich gibt es auch spezielle Anwendungsbereiche, in denen zumindest in der Theorie ein HVO bedingt durch seine Eigenschaften mit Vorsicht zu genießen ist. Dies sind jedoch eher theoretische Szenarien, für die Anwendung im LKW, PKW, Baumaschinen oder der Landwirtschaft ist ein HVO perfekt geeignet. Auch aus Ländern, in denen HVO in Reinform schon lange an den Tankstellen erhältlich ist, sind uns keine negativen Vorfälle aus der Praxis bekannt.

eFUEL-TODAY: Die Kompatibilität mit den existierenden Fahrzeugen ist gewissermaßen natürlich eine Grundvoraussetzung. Ob ein alternativer Kraftstoff vom Verbraucher jedoch auch angenommen wird und sich letztendlich durchsetzt, hängt darüber hinaus sicherlich am Preis. Welche Prognose können Sie hier machen? Wie viel teurer ist ein HVO im Vergleich zum konventionellen Diesel?

Alexander Stöhr: Eingangs muss man hier sagen, dass kein alternativer Kraftstoff preislich an fossile Kraftstoffe herankommt. Fossile Kraftstoffe sind in der Herstellung so günstig, dass nachhaltige Alternativen nur durch Subventionen preislich in die Nähe eines Erdölproduktes kommen. Verschiedene Beobachtungen haben ergeben, dass der Endverbraucher in Deutschland im Schnitt bereit ist, zwischen 20 Cent und 30 Cent mehr für einen nachhaltigen Kraftstoff zu bezahlen und in diesem Korridor liegt das Produkt dann auch. Interessant ist die Beobachtung, dass im EU-Ausland die Zahlungsbereitschaft deutlich höher liegt! Dies ist in erster Linie darin begründet, dass dort alternative Kraftstoffe eine hohe Akzeptanz genießen und als CO2 reduzierende Maßnahme öffentlich anerkannt sind.

eFUEL-TODAY: Punkto Anerkennung, wenn wir hier kurz einhaken dürfen: Man kann sagen, dass HVO in der Vergangenheit in Deutschland einen recht zweifelhaften Ruf hatte. Das Stichwort ist in diesem Zusammenhang Palmöl. Auch auf der Website des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz steht, dass HVO aus Palmöl gewonnen wird, die ökologischen Probleme, welche mit diesem Rohstoff einhergehen, sind hinreichend bekannt…

Alexander Stöhr: Die Problematik mit Palmöl ist in Deutschland hausgemacht. Die ökologischen Probleme dieses Rohstoffes sind schon seit langer Zeit bekannt, weshalb viele EU-Staaten Palmöl ganz klar nicht als nachhaltigen Rohstoff klassifiziert und teilweise auch verboten haben. In Deutschland hingegen unterlag Palmöl Förderungen, was natürlich Produkte aus Palmöl am Markt preislich attraktiv gemacht haben. Wir bei TOOL-FUEL nutzen bereits seit 2018 zur Herstellung unserer Hauptprodukte kein Palmöl mehr. Regulatorisch hat Deutschland erstaunlicherweise erst zum Jahr 2023 den Riegel vor Palmöl geschoben. Vor diesem Hintergrund ist HVO also auch in der Breite spätestens seit diesem Jahr unproblematisch.

eFUEL-TODAY: Gerade in den letzten Monaten beobachten wir eine enorme Dynamik in der Politik und Gesetzgebung hinsichtlich der alternativen Kraftstoffe und dies sowohl auf nationaler als auch auf EU-Ebene. Lange Zeit war Deutschland hier sicherlich etwas träge. Welche regulatorischen Hindernisse sehen Sie noch im Zuge der flächendeckenden Einführung von HVO an den Tankstellen?

Alexander Stöhr: Wir sind in diesem Markt natürlich schon eine vergleichsweise lange Zeit präsent. Mit unserem Produkt C.A.R.E. Diesel ® haben wir seit 2016 sicherlich Bewegung in den Markt und dadurch auch in die Politik gebracht. Ein Hindernis ist in diesem Zusammenhang sicherlich immer noch die 10 BImSchV. Bisher weigert sich der Gesetzgeber, HVO hier mit aufzunehmen und das obwohl es faktisch keinen Grund gibt, der dagegen spricht. Dies muss geändert werden, um der gesetzlich verankerten Freizügigkeit der Produkte im Binnenmarkt gerecht zu werden.

eFUEL-TODAY: Sie sprachen es eben an – C.A.R.E. Diesel ®, Klima-Diesel oder auch Diesel-Protect. Das Produkt hat unterschiedlichste Namen, bezeichnet derzeit in der Regel einen konventionellen Diesel mit einer beigemengten Quote von HVO. Welche Rolle werden diese geblendeten Produkte in Zukunft am Markt spielen?

Alexander Stöhr: In der Praxis sind Beimengungen natürlich ein gutes Mittel, um die Quote an nachhaltigen Kraftstoffen sukzessive zu erhöhen. Es sollte unser Ziel sein, dass die Menschen Ihre Mobilität genauso wie gewohnt aufrechterhalten können und sich unsere Branche darum kümmert, den Verbrauch von Diesel schrittweise nachhaltig zu gestalten. Wie hoch dabei eine Quote von HVO im jeweilig getankten Produkt ist, hängt entweder davon ab, wie viel mehr der Kunde am Anfang bereit ist zu zahlen oder wie viel gesetzlich reglementiert höchstens beigemengt werden darf.

Auf der übersichtlichen Website der Firma TOOL-FUEL Services GmbH finden sich auch detaillierte Informationen über die angebotenen HVO-Produkte © toolfuel.eu

> Mehr zum Unternehmen: www.toolfuel.eu

TOOL-FUEL Services GmbH bietet synthetische Kraftstofflösungen zur messbaren Emissionsreduktion des Fuhrparks an. Die Kernkompetenz liegt insbesondere in Vertrieb und Verteilung von hochwertigem HVO in Reinform. Spezialisiert auf die Erstellung von Kraftstoffversorgungskonzepten steuert TOOL-FUEL Services die Beschaffung, Lagerung
und den Transport der nachhaltigen Kraftstoffe über eigene Lagerstandorte in Deutschland. Zusammen mit der ISCC-Zertifizierung sind die Voraussetzungen geschaffen, die Rohstoffauswahl und -zuteilung bis auf die einzelnen Lieferungen nachzuvollziehen und somit vollständige Transparenz in Bezug auf die Herkunft und Qualität des Kraftstoffes nachzuweisen. Seit 2022 ist TOOL-FUEL Services Neste-Markenpartner und damit zertifizierter Händler für Neste MY Renewable Diesel.

*) Die Methode zur Berechnung der Lebenszyklus-Emissionen und der Emissionsreduzierung entspricht der EU-Richtlinie für erneuerbare Energien II (2018/2001/EU).

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Eine hitzige Debatte über eigentlich kühle Fakten

Das Resultat ist eine zunehmende Offenheit auch gegenüber möglicher Alternativen. Hierbei sind E-Fuels die wohl beste Möglichkeit, um auch mit der Bestandsflotte kurz- und mittelfristig einen Beitrag zum Klimaschutz leisten zu können.

Doch sobald öffentlich über E-Fuels gesprochen wird, ist die Debatte um den Wirkungsgrad und die Effizienz dieser Technologie nicht weit entfernt. Wir möchten hier sensibilisieren, wann diese Debatte angebracht ist und vor dem Hintergrund welcher Grundannahmen diese sachlich und ergebnisorientiert geführt werden kann. Ein Exkurs in einen schlussendlich doch nicht so einfachen Sachverhalt, wie es die recht eindimensionalen politischen Maßnahmen zur Förderung von E-Mobilität vermuten lassen.

Warum der Wirkungsgrad nur die halbe Wahrheit ist

Zuerst muss dabei angemerkt werden, dass die kategorische Verurteilung von E-Fuels aufgrund eines vermeintlich schlechteren Wirkungsgrades im Vergleich zu batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV) vom Grundsatz her dort scheitert, wo es rein technisch keine klimafreundlichen Alternativen zu E-Fuels gibt. Dies ist beispielsweise in der Luft- und Schifffahrtsbranche der Fall. Experten sind sich einig, dass diese Branchen aufgrund physikalischer Grenzen nicht vollständig elektrifiziert werden können. Um uns hier klimafreundlich weiterhin auch diesen notwendigen Formen der Mobilität bedienen zu können, müssen wir auf klimaneutral erzeugte E-Fuels setzen, denn fossil kommen wir mit dem Flugzeug oder dem Schiff nicht an das ambitionierte (Klima-)Ziel der EU, Fit for 55 hin oder her.

Der Wirkungsgrad in der Herstellung von E-Fuels ist ein häufig angeführtes Argument im direkten Vergleich zur E-Mobilität. Aber ist der Wirkungsgrad überhaupt das richtige Kriterium?

Bei anderen Formen der Mobilität in denen ein Vergleich durchaus denkbar ist, wie etwa der Individualmobilität mit dem PKW, muss jedoch genau darauf geachtet werden, dass hier nicht Äpfel mit Birnen verglichen werden. Es kommt also auf eine genaue und umfassende Betrachtung und der Methode zur Bestimmung des Wirkungsgrades an, um wirklich aussagekräftige Vergleiche ziehen zu können.

Dazu darf sich bei einer holistischen Betrachtung nicht rein auf die zugrunde gelegte Antriebstechnologie und den jeweilig verwendeten Energieträger beschränkt werden. Auch sollte sich die Frage gestellt werden, welcher Energieträger in welcher Menge lokal zur Verfügung gestellt werden kann wo er auch gebraucht wird.

Viele Länder – so wie auch Deutschland – sind bei der Betrachtung des Primärenergieverbrauches eindeutig als Energieimporteure zu identifizieren und werden dies auf Sicht auch bleiben. Es muss also bei allen Überlegungen zu Alternativen in der Mobilität mit unterschiedlichen zugrunde gelegten Energieträgern auch sichergestellt werden, dass die Energie überhaupt in der gewünschten Form und ausreichender Menge am Ort des Verbrauches vorliegt.

Welche unterschiedlichen Methoden gibt es den ökologischen Fußabdruck eines Autos zu betrachten?

Der ökologische Fußabdruck eines Autos wird von mehreren Faktoren beeinflusst. Wesentlich sind dabei zum Einen die Betrachtung des Energieträgers und zum Anderen die des Fortbewegungsmittels an sich, also des Autos.

Eine der wohl umfangreichsten Betrachtungen zur Bewertung des Wirkungsgrades und der Effizienz eines Energieträgers ist der Well-to-Wheel-Ansatz. Well to Wheel (WtW – von der Quelle bis zum Rad) ist eine Methode zur Bewertung der Umweltauswirkungen eines Produkts oder einer Dienstleistung während seiner gesamten Lebensdauer.

Es betrachtet den gesamten Energieverbrauch und alle Treibhausgasemissionen des kompletten Lebenszyklus eines Energieträgers, von der Gewinnung der Rohstoffe bis zu ihrer Nutzung. WtW umfasst dabei zwei Komponenten: Well-to-Tank (WtT) und Tank-to-Wheel (TtW), wobei WtT die Phasen der Kraftstoffherstellung und TtW den Kraftstoffverbrauch abdeckt.

Cradle-to-Grave (Von der Wiege bis zur Bahre) ist ein Konzept, das die Entwicklung eines Produkts, Geschäfts oder Prozesses während seines gesamten Lebenszyklus beschreibt. Dabei werden die Umweltauswirkungen aller Lebensphasen eines Produkts von der Rohstoffgewinnung bis zur Entsorgung bewertet. Diese Methode zur Bewertung des ökologischen Fußabdruckes einer Mobilitätsalternative zielt rein auf die Ebene des Produktes ab, also auf das Auto an sich ohne Betrachtung des genutzten Energieträgers im jeweiligen Fahrzeug.

Well-to-Wheel: ICE mit E-Fuels vs. BEV

Der Well-to-Wheel Ansatz bewertet die Effizienz eines Energieträgers in zwei Stufen. Zuerst wird dabei „Well-to-Tank“ die Gewinnung des Rohstoffes bzw. des Energieträgers betrachtet.

Bei der „Well-to-Tank“-Betrachtung leuchtet es ein, dass natürlich prozentual eine höhere Menge im Tank des Fahrzeuges landet, wenn die produzierte Elektrizität direkt in den Akku des Fahrzeuges geladen werden kann und nicht zuvor, in Umwandlungsprozessen aus elektrischem Strom, ein E-Fuel produziert werden muss. Was diese Betrachtung jedoch außer Acht lässt ist die Tatsache, dass der Strom, der direkt in ein BEV geladen wird, nicht über weite Strecken hinweg verlustfrei transportiert werden kann und man somit auf Strom aus dem jeweils lokalen Netz angewiesen ist. 

Bei E-Fuels hingegen kann der Strom, der zur Produktion des Energieträgers dient, aus weit entfernten Regionen stammen, da E-Fuels verlustfrei lagerbar und auch über weitere Strecken transportierbar sind. Somit können auch deutlich energiereichere Gegenden die erneuerbare Energie für den Betrieb eines Autos mit E-Fuels in Deutschland liefern. Berücksichtigt man diese Effekte, so haben erneuerbare Energien, die in Deutschland beispielsweise durch Windkraft produziert werden eine Effizienz von ca. 18%. Eine identische Anlage für Windenergie in Chile hat aufgrund der höheren Volllaststunden bedingt durch mehr Wind ganze 74%. Die daraus resultierende größere Energiemenge kann über die lange Distanz natürlich nicht direkt in Elektrofahrzeuge geladen werden, sondern muss durch die Umwandlung in E-Fuels gespeichert werden. 

Bis in den Tank sinkt die Effizienz der Nutzung von erneuerbarem Strom in Deutschland von 18% über die Einspeisung, das Stromnetz und die Ladeinfrastruktur weiter, sodass schlussendlich 15,2% der Energie in der Batterie des E-Autos landen. 

Vergleicht man dies mit der erneuerbaren Energie aus Chile so dezimieren sich die 74% Effizienz über den Syntheseprozess, den Transport, den Raffinerieprozess und die Logistik zur Tankstelle auf schlussendlich 35,9% Effizienz der Nutzung erneuerbarer Energien im Tank des Verbrenners (ICE = Internal Combustion Engine) herunter. 

Die Well-to-Tank Betrachtung lässt außer Acht, dass der Strom, der direkt in ein BEV geladen wird, nicht über weite Strecken hinweg verlustfrei transportiert werden kann und man somit auf Strom aus dem jeweils lokalen Netz angewiesen ist.

In einer „Well-to-Tank“-Betrachtung liegen E-Fuels in Sachen Effizienz also aufgrund der zu Beginn höheren Ausbeute an erneuerbarer Energie, durch beispielsweise die selbe Windkraftanlage nur in einer windstärkeren Region, sogar deutlich über erneuerbarem Strom, der in Deutschland produziert und dann in ein batterieelektrisches Fahrzeug in Deutschland geladen wurde. 

In der darauf folgenden „Tank-to-Wheel“-Betrachtung spielen nun natürlich die E-Autos ihren Trumpf der hohen Effizienz des Elektromotors aus. Bis zu 82% der in der Batterie gespeicherten Energie werden auch in Fortbewegung umgesetzt. Ein vergleichbarer Verbrenner setzt dagegen nur rund 35% der getankten Energie in Fortbewegung um, da hier größere Verluste, beispielsweise in Form von Wärmeenergie, vorherrschen. Es ist diese „Tank-to-Wheel“-Betrachtung, auf die sich Befürworter batterieelektrischer Fahrzeuge beschränken um einen vermeintlichen Effizienzvorteil zu belegen.  

Überführt man nun jedoch die beiden separaten Betrachtungen in die vollständige „Well-to-Wheel“-Betrachtung, so wird deutlich, dass in Abhängigkeit der anfänglichen Effizienz der erneuerbaren Energie im Zuge der Gewinnung an der Quelle (engl. well) E-Fuels und BEV annähernd gleich auf liegen. Ein deutlicher Vorteil zu Gunsten einer der beiden Technologien kann anhand der „Well-to-Wheel“-Betrachtung also nicht hergeleitet werden. 

Eine andere Studie setzt als Alternative zur erneuerbaren Energie in Form von Windenergie aus Chile nun Sonnenenergie aus Afrika an. Hier liegt die Effizienz der erneuerbaren Energie zu Beginn des Umwandlungsprozesses in E-Fuels deutlich unter dem Niveau aus Chile und dennoch unterscheiden sich die Effizienzen nur um den Faktor 1,7 und nicht um das Fünf- bis Siebenfache, wie häufig von Befürwortern der BEV angeführt. Diese zweite Studie unterstellt einem BEV in Deutschland eine gesamtheitliche Effizienz von 77%, während ein Verbrennerfahrzeug betankt mit in Afrika durch Solarenergie hergestellte E-Fuels eine Gesamteffizienz von 46% aufweist. 

Power aus Patagonien: Mit der Pilotanlage Haru Oni in Chile produziert Porsche klimaneutrale E-Fuels. © Porsche AG

Cradle-to-Grave: ICE mit E-Fuels vs. BEV

Während sich die „Well-to-Wheel“-Betrachtung auf die Herstellung des Energieträgers und die anschließende Nutzung jenes Energieträgers im Fahrzeug beschränkt fehlt für eine holistische Betrachtung noch die Bewertung der Umweltauswirkung im Zuge der Herstellung und späteren Verschrottung bzw. Verwertung des Fahrzeuges. Im sogenannten „Cradle-to-Grave“-Ansatz findet genau diese Bewertung Ihre Berücksichtigung. 

Studien haben gezeigt, dass die Produktion eines Elektrofahrzeugs 15,3 Tonnen Kohlendioxid erzeugt, während die Produktion eines Kraftstoffautos im Schnitt 10 Tonnen Kohlendioxid freisetzt. In der Recyclingphase produzieren Elektrofahrzeuge ebenfalls mehr Emissionen, als ihre Pendants mit Verbrennungsmotor. Eine kürzlich durchgeführte Studie schätzt die Emissionen von Autos mit Verbrennungsmotor in dieser Phase auf etwa 1,8 Tonnen Kohlendioxid (t CO₂) pro Auto, verglichen mit 2,4 t CO₂ bei Elektrofahrzeugen. (Quelle: Quiao, et al 2019). 

Legt man diese Zahlen zu Grunde, so „überholt“ ein BEV welches mit dem aktuellen deutschen Strommix geladen wird den herkömmlichen Verbrenner erst bei ab einer Nutzung von ungefähr 200.000 km. Auch bei dieser Betrachtung ist fällt das Urteil folglich nicht eindeutig in Richtung eines Antriebskonzeptes. 

Ausblick in die (Wirkungsgrade der) Zukunft

Der technische Fortschritt wird in Zukunft natürlich genauso im Bereich der BEV als auch bei den ICE Fahrzeugen erhebliche Verbesserungen der Wirkungsgrade beider Technologien bringen. Bestimmte physikalische Gesetze oder auch geologische Gegebenheiten was die Vorkommen von erneuerbarer Energien betrifft werden durch den technischen Fortschritt nicht geändert werden. Aus diesem Grund ist es von entscheidender Tragweite den Vergleich der unterschiedlichen Alternativen zur Sicherstellung der Individualmobilität differenziert zu betrachten. Schlussendlich führt kein Weg an der Nutzung nachhaltiger Kraftstoffe vorbei.

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Die Gestaltung einer nachhaltigen Energieversorgung und einer nachhaltigen Mobilität ist wohl eine der größten Aufgaben, vor der wir als Gesellschaft aktuell stehen. Diese Aufgabe stellt eine globale Herausforderung dar und bedarf als solcher vielschichtiger Lösungsansätze. Experten sind sich dabei einig: Für eine klimafreundliche Lösung müssen wir unterschiedliche Technologien nutzen.

E-Fuels haben das Potential, ein zentraler Bestandteil einer sauberen Energieversorgung mit flüssigen Kraft- und Brennstoffen zu sein. Die globale Bestandsflotte mit Verbrennungsmotoren kann unter Einsatz von E-Fuels erheblich zum Klimaschutz beitragen – und das sofort! Für manche Bereiche, wie für die Luft- und Schifffahrt, gibt es sogar keine andere Alternative. Doch was sind E-Fuels genau und wie werden sie hergestellt?

Exkurs: Kohlenwasserstoffe

Die Nutzung fossiler Energieträger katalysierte die industrielle Revolution und ist somit seit nunmehr über 200 Jahren die Grundlage für technische Entwicklung und den damit einhergehenden Wohlstand gewesen. Die schädlichen Nebenwirkungen der Nutzung fossiler Energie sind heute unstrittig und durch die Forschung belegt. Ebenso unstrittig ist die langfristige Notwendigkeit den immer weiter wachsenden Energiebedarf auf der Erde aus erneuerbaren Quellen zu decken. Allgemein gilt es also den fossilen Energieträgern allmählich den Rücken zu kehren ohne dabei Einbußen auf Kosten des allgemeinen Wohlstandes zu riskieren. Was aber nach über zwei Jahrhunderten Nutzung fossiler Energie geblieben ist, sind die vielen wesentliche Vorteile dieser Energieträger.

Die Energie steckt in den herkömmlichen fossilen Brenn- und Kraftstoffen in Form von Kohlenwasserstoffen. Bei der Verbrennung dieser chemischen Verbindungen aus Kohlen- und Wasserstoff wird Energie in großen Mengen freigesetzt. Zu den Vorteilen der in Kohlenwasserstoffen gebundenen Energie zählt deren gute Speicherbarkeit, die leichte Transportierbarkeit auch über weite Strecken hinweg, die Sicherheit der Nutzung und die Tatsache, dass bereits eine gesamte funktionierende Infrastruktur im Bereich Energie existent ist.

Was sind E-Fuels?

Der Grundbaustein eines jeden Kraftstoffes ist Kohlenwasserstoff, also eine Verbindung aus Kohlenstoff und Wasserstoff. Um ein E-Fuel nachhaltig herzustellen, benötigt man grünen Wasserstoff und Kohlenstoff. Diese chemische Verbindung wird einfach synthetisch erzeugt.

Erste Zutat: Grüner Wasserstoff

Wasserstoff wird in erster Linie durch ein Elektrolyseverfahren gewonnen, in dem Wasser aufgespalten wird. Die Spaltung von Wasser in Wasser- und Sauerstoff geschieht mit Hilfe von elektrischem Strom. Wird der benötigte Strom nun aus regenerativen Quellen erzeugt, so sprechen wir von grünem Wasserstoff.

Als erster Schritt zur Herstellung von E-Fuels ist die Effizienz bei der Gewinnung von grünem Wasserstoff von erheblicher Relevanz für den Wirkungsgrad des gesamten Prozesses. Gerade in den letzten Jahren gab es hier erhebliche Verbesserungen. Deshalb können wir davon ausgehen, dass in Zukunft ein Wirkungsgrad von 70% bei der Herstellung von Wasserstoff erreicht wird. Dies bedeutet, dass 70% der für die Elektrolyse aufgewendeten Energie dann auch im Wasserstoff gebunden wird (Quelle: BMBF).

Zweite Zutat: Kohlenstoff aus Carbon Capturing

Neben grünem Wasserstoff ist für die synthetische Herstellung von Kohlenwasserstoff bei der Produktion von E-Fuels auch Kohlenstoff nötig. Dieser kann durch das Verfahren Carbon Capture gewonnen und somit direkt der Atmosphäre entzogen – sozusagen “gefangen“ – werden. Alternativ stammt der benötigte Kohlenstoff aus industriellen Anlagen, denn dort kommt dieser in den Emissionen in höherer Konzentration als in der Atmosphäre vor.

Bei der Verbrennung von E-Fuels wird CO2 freigesetzt. Da der Kohlenstoff des CO2 jedoch zuvor der Atmosphäre entzogen wurde oder aus industriellen Prozessen stammt, führen E-Fuels in der Co2-Gesamtbilanz daher zu keinen zusätzlichen Emissionen. Um das Klima zu schonen, ist es wichtig, dass kein zusätzliches CO2 mehr in die Atmosphäre abgegeben wird. Bereits vorhandenen Kohlenstoff zu verwenden und sich seiner nützlichen chemischen Eigenschaften zu bedienen ist sehr wichtig, da der globale Primärenergiebedarf perspektivisch steigen wird.

Der Herstellungsprozess von E-Fuels

E-Fuels werden in einem Syntheseprozess hergestellt. Die Technik dahinter ist gut erforscht und mittlerweile auch in der Praxis seit vielen Jahrzehnten etabliert. Die Reaktion – beispielsweise im Rahmen der sogenannten Fischer-Tropsch-Synthese – findet in Reaktoren mit Hilfe von Katalysatoren bei Temperaturen zwischen 150 und 300 Grad Celsius und Drücken bis etwa 25 bar statt. Indem man diese Reaktionsparameter, die Art der Katalysatoren und des Reaktors variiert, lässt sich die Palette der Endprodukte gezielt steuern.

Durch den Syntheseprozess nach Fischer-Tropsch entstehen in erster Linie schwefelarme synthetische Kraftstoffe, wie etwa Diesel, oder auch Motorenöle als Produkte. Als Nebenprodukte entstehen zudem längerkettige Kohlenwasserstoffe, die dann als wichtiger Rohstoff für die chemische Industrie dienen. Darüber hinaus entstehen sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe (Ethanol, Aceton, Ethen, Propen) sowie höhere Olefine und Alkohole. Alle Nebenprodukte können ebenfalls weiterverarbeitet werden.

Unter welchen Bedingungen führen E-Fuels zu keinen Co2-Neuemissionen?

E-Fuels emittieren nur dann keine Co2-Neuemissionen, wenn die für ihre Herstellung benötigte Energie rein aus erneuerbaren Quellen stammt. Die reine Nutzung von E-Fuels ist in der Gesamtbilanz verursacht in diesem Fall keine CO2-Neuemissionen, da das im Zuge der Verbrennung ausgestoßene CO2 zuvor in gleicher Menge entweder aus der Atmosphäre oder industriellen Anlagen im Kraftstoff gebunden wurde.

So weit ist die Industrie aktuell in der Herstellung von E-Fuels

Derzeit gibt es weltweit eine Vielzahl von Projekten zur Herstellung von E-Fuels deren Markthochlauf unmittelbar bevorsteht. Große Spieler auf diesem Feld sind beispielsweise Mabanaft, Porsche und HIF, die gemeinsam in Chile derzeit Produktionskapazitäten von bis zu 500 Millionen Liter E-Fuels pro Jahr umsetzen.

Die Branche steht also nicht nur in den Startlöchern, sondern sie ist bereits voll in Fahrt!

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