Potential von erneuerbaren, flüssigen Brennstoffen - Joker für die Energiepolitik?

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1 Potential von erneuerbaren, flüssigen Brennstoffen - Joker für die Energiepolitik? Marketingfachtagung für den Heizölhandel Olten, 04. Juli 2018 Dr. Klaus Lucka, Geschäftsführer TEC4FUELS GmbH

2 Voraussetzungen für die Markteinführung neuer THG-reduzierter Fuels Wichtige Märkte: Mobilität und Raumwärme Leitfragen: Welche potentiellen Mengen sind kurz-, mittelfristig, langfristig herstellbar? Direkte Kosten / Total Cost of Ownership TCO? Nachhaltigkeitskriterien? Technische Anforderungen? 1

3 (An-) Forderungen an fortschrittliche alternative flüssige Fuels Erfüllung der Renewable Energy Directive I + II (RED) Ausreichend hohe Treibhausgaseinsparpotenziale Nötiges Ressourcenpotenzial vorhanden Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen Forderungen des DECHEMA-Positionspapiers sind u.a. Sichere Nutzung mit vorhandener Infrastruktur Abwärtskompatibilität mit Altsystemen Kompatibilität mit konventionellen Fuels: Drop-in-Qualität mit möglicher Qualitätsverbesserung Kundenakzeptanz Siehe Fuels müssen Fit-for-Purpose sein 2

4 Mineralölmarkt D 2016 Rohbenzin Absatz: 16,2 Mio. t Absatz 104 Mio. t (entspr. ca TWh DK-Eq.) 1.4 Jet Absatz: 8,9 Mio. t 8.9 Heizöl S 16.2 Ottokraftstoff Absatz: 4,2 Mio. t Mineralölsteuer: 25,00 /t Absatz: 18,2 Mio. t davon biogen: 1,1 Mio. t Mineralölsteuer: 654,50 /m³ Heizöl EL Absatz: 15,6 Mio. t 15.6 Dieselkraftstoff Mineralölsteuer: 61,35 /m³ Absatz: 38,4 Mio. t davon biogen: 2,1 Mio. t 38.4 Mineralölsteuer: 470,40 /m³ Quelle: Mineralölwirtschaftsverband Jet Otto Diesel Heizöl EL

5 Intensive Forschungsaktivitäten für innovative flüssige Energieträger Grüne Perspektive auch für Heizöl möglich Wissenschaft und Industrie arbeiten bereits an neuen CO2-reduzierten flüssigen Brennstoffen Zahlreiche Projekte sind bereits als Pilot-/Demo- oder Laboranlage realisiert

6 Status der Entwicklung Realisierte Großanlagen Shell / Quatar Fischer-Tropsch aus Gas SASOL / RSA Fischer-Tropsch aus Kohle/Gas Nest Oy / EU Hydrierung von Pflanzenöl (weitere Betreiber) TRL 7 9 Ca. 5-8 Technologien Häufig auf Basis Biomasse, Abfall U.a. auch Strom-basiert TRL <6 Ca Technologien Häufig auf Basis Biomasse, Abfall U.a. auch Strom-basiert

7 Beispiele existierender Verfahren zu alternativen Kraftstoffen Zurzeit viele Verfahren in Erprobung Biomasse dominiert Verfahren unterscheiden sich tlw. nur in kleineren Details Endgültige Bewertungen sind noch nicht möglich Quelle: DECHEMA

8 Biomass-to-Liquid (BTL) - Projekt am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) bioliq -Pilotanlage zur Herstellung von u. a. synthetischen Kraftstoffen aus Biomasse: Benzin Jetfuels OME ( Oxymetylenether) für Dieselanwendungen weitere alternative Kraft- und Brennstoffe möglich Rohstoffe: biogene Reststoffe aus Land- und Forstwirtschaft (insb. Stroh und Restholz) keine zusätzlichen Anbauflächen keine Nahrungs- und Futtermittelkonkurrenz Bild: Syntheseanlage der Bioliq -Pilotanlage am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Technologie-Reifegrad: 6 (aus 1-9) Technologie in relevanter Umgebung getestet Gesamtinvestition: 64 Mio mit staatlicher Förderung und Industriepartnern

9 Power-to-Liquids (PTL) Pilotanlage am Sunfire-Standort Dresden Pilotanlage zur Herstellung eines synthetischen, kristallklaren Rohprodukts ( Blue Crude ) als Vorstufe zu CO 2 -neutralen flüssigen Kraftstoffen ( efuels ): Diesel Kerosin weitere alternative Kraft- und Brennstoffe auch als Beimischung zu konventionellen Fuels möglich Rohstoffe (regenerativ): Strom aus Wind- oder Sonnenenergie Wasser Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) u. a. aus Atmosphäre, Abgasstrom oder Abscheidung von Biogasanlagen Bild: PTL -Pilotanlage zur Herstellung von synthetischen flüssigen Energieträgern aus Wasser, CO2 und Ökostrom ( efuels ) am Standort der Firma Sunfire, Dresden Technologie-Reifegrad: 7 (aus 1-9) Test eines System-Prototyps im realen Einsatz Gesamtinvestition: 10,4 Mio mit staatlicher Förderung und Industriepartnern 8

10 Biomass-to-Liquid (BTL) : flüssige Kraft- und Brennstoffe aus Mikroalgen Projekt AlgenFlugKraft ; Algentechnikum der TU München, Ludwig Bölkow-Campus, Ottobrunn (Bild: Andreas Heddergott / TU München) Produktion biologischer Flugkraftstoffe auf der Basis von Algen Algenprozesse in Abhängigkeit von Klima, Algenstämmen und Kultivierungstechnologien Technologie-Reifegrad: 3-6 (aus 1-9) Schätzg. OWI Gesamtinvestition:12 Mio mit staatlicher Förderung und Industriepartnern Projekt Aufwind ; Algen Science Center" des Forschungszentrum Jülich GmbH Technische und wirtschaftliche Möglichkeiten zur Herstellung von Algen und deren Umwandlung zu Biokerosin Züchtung von Mikroalgen in Foto-Bioreaktor-Systemen: platzsparende Aufstellung auf ungenutzten Flächen mit hoher Ausbeute Technologie-Reifegrad: 3-6* (aus 1-9)*Schätzg. OWI Gesamtinvestition: 7,4 Mio mit staatlicher Förderung und Industriepartnern 9

11 HVO Normwerte im Vergleich zu Heizöl C.A.R.E. Diesel EN Klasse A EN 590 ÖNORM EN 590 ASTM D 975 USA Spezifikation Einheit min Max. min Max. min Max. min Max. Cetanzahl Dichte bei 15 C kg/cbm Flammpunkt C 60 > 55 > Schwefelgehalt mg/kg < 5 V40 mm/s 2,0 4,0 2,0 4,5 2,0 4,5 1,9 4,1 2,9 Siedeverlauf bis 250 C Vol% < 65 < 65 3,7 Siedeverlauf bis 350 C Vol% % Vol% Punkt C % Vol% Punkt C Gesamtverschmutzung mg/kg < 0,05 Neutralisationszahl mgkoh/g 0,2 0,2 < 0,03 Conradson Carbon Gew% 0,1 0,3 0,01 Kupferkorrosion Korr.-Grad Oxidationsstabilität g/cbm Oxidationsstabilität h > 40 CFPP Sommer Übergang Winter C C C Aschegehalt Gew% 0,01 0,01 0,01 0,01 0,001 Wassergehalt mg/kg Schmierfähigkeit um Polyzyklische aromatische KW Gew% 0,1 8 < 0,1 Gesamtaromatengehalt Gew% < 0, C.A.R.E. Diesel Typische Werte Fettsäure-Methylester (FAME) Vol% 0,0 7,0 7,

12 Voruntersuchungen zu HVO Mischungen in Raumwärmemarkt Kälteeigenschaften sind nicht so stringent wie im Automotiv Bereich Zumischung von nicht isomerisiertem HVO denkbar Anwendungstest mit hohen HVO Anteilen Verbrennungstests

13 Voruntersuchungen zu HVO Mischungen in Raumwärmemarkt iso-hvo n-hvo + DHO Mischungen wurden aus Heizöl, n-hvo und iso-hvo hergestellt Hohe Varianz der gemessenen Werte, die technische Relevanz ist zu prüfen Heizöl + 20% (V/V) n-hvo erfüllt nahezu die Norm bezüglich des CFPP 12

14 Voruntersuchungen zu HVO Mischungen in Raumwärmemarkt Kälteeigenschaften cold filter plugging point CFPP FAME wirkt als Lösungsvermittler für n-hvo und dem Heizöl 13

15 Voruntersuchungen zu HVO Mischungen in Raumwärmemarkt Kurzzeit Verbrennungstests in einem Prüfflammrohr: Reines HVO kann in einem Blaubrenner ohne Probleme verbrannt werden Start-/Stopp Versuche und kontinuierlicher Betrieb waren störungsfrei möglich CO und NO x -Emissionen Limits werden eingehalten 14

16 Voruntersuchungen zu HVO Mischungen in Raumwärmemarkt Langzeitverbrennungstest Hoval GB2020 MULTIJET B-I (20) Brennwertkessel mit Blaubrenner Sturzbrenner Leistung: 20 kw Flammenüberwachung: Flackerdetektor Pos. Name Komponente 1 Anteil 1 Komponente 2 Anteil 2 1 H0 Heizöl S-arm 100 % H100 HVO 100 % H10 HVO 10 % H50 HVO 50 % R33 HVO 26 % FAME 7 % 15

17 Diese IWO Feldanlagen werden mit einem THG-reduzierten (-80%) Brennstoff betrieben: Objekt CO2-Einsparung durch Energiesparmaßnahmen ( % ) CO2-Einsparung durch THG-reduzierten Brennstoff + Energiesparmaßnahmen ( % ) Anteil des THG-red. Brennstoffs am Gesamtbrennstoff Gräben Bastorf Wolfhagen noch k. A. noch k. A Baumholder Dieburg Saarlouis Fischbach ( % ) 16

18 Innovative flüssige Energieträger reduzieren zusätzlich CO 2 Beispiel Wolfhagen 17

19 Innovative flüssige Energieträger reduzieren zusätzlich CO 2 Beispiel Wolfhagen Maßnahmen: Heizungsmodernisierung Dämmmaßnahmen Beimischung eines flüssigen Brennstoffs mit -80 % CO 2 Tank enthält Blend mit 77 % THG-red. Brennstoff CO 2 -Emissionen allein durch THGred. Brennstoff um 61 % reduziert 18

20 Fazit zum Potential von erneuerbaren, flüssigen Brennstoffen im Raumwärmemarkt Es gibt keinen Grund mit Versuchen zu modernen THG geminderten Fuels zu warten. HVO und GtL sind heute verfügbar. Für Gelbbrenner ist die Wahl des Flammenwächters zu beachten. Syn. Fuels auf Bio-Basis alleine werden nicht reichen, um die erforderlichen Mengen darzustellen. Fuels mit paraffinischen Eigenschaften werden zukünftig vermehrt notwendig sein. 19