VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER HERSTELLUNG

VERGLEICHENDE BETRACHTUNG DER HERSTELLUNG VON BIODIESEL UND IM CO-PROCESSING HYDRIERTEN PFLANZENÖLEN Werner Weindorf Überarbeitete Neuausgabe Mai 2008 Ludwig-Bölkow-Systemtechnik GmbH www.lbst.de

2 Unter Co-Processing von Pflanzenölen ist die Wasserstoffbehandlung im Gemisch mit Mineralölen zu verstehen. Sie bietet verschiedene Vorteile gegenüber der Beimischung von Pflanzenölmethylester (Biodiesel). Hydrieren in Raffinerien findet im Unterschied zur Biodieselproduktion in Anlagen mit wenigen Prozessstufen statt. Einbindung der Anlagen in Mineralölraffinerien ermöglicht Synergien und effiziente Nutzung von Nebenprodukten. Die Produkte des Co-Processing ähneln in ihren Eigenschaften BTL oder GTL- Kraftstoffen. Sie sind hervorragende Dieselkraftstoffkomponenten und zeigen keinen der technischen Nachteile von Biodiesel. Sie sind daher auch nach Beurteilung der Automobilindustrie unbeschränkt in allen Dieselmotoren einsetzbar. Co-Processing erfordert inklusive Wasserstoffherstellung - weniger Energieaufwand als die Herstellung von Methanol aus Erdgas und anschließende Umesterung der Pflanzenöle zu Biodiesel. Beim Hydrieren von Pflanzenölen entsteht als Nebenprodukt Propan (Campinggas) aus nachwachsenden Rohstoffen, das sehr gut zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden kann. Wenn in der Treibhausgasbilanz der isolierten Verarbeitungsprozesse alle Nebenprodukte einer energetischen Nutzung zugeführt werden, ist die Treibhausgasemission der Biodieselherstellung etwa 19% höher als die der Pflanzenölhydrierung.

3 Co-Processing was ist das? Als Co-Processing wird in diesem Zusammenhang die gemeinsame Hydrierung von Pflanzenölen zusammen mit Mineralöl betrachtet In Mineralölraffinerien werden die Bestandteile des Rohöls von ihrem naturgegebenen Gehalt an Schwefel befreit, indem sie bei erhöhter Temperatur über ein festes Katalysatorbett rieseln und mit Wasserstoff behandelt werden. Der Schwefel wird am Katalysator zu gasförmigem Schwefelwasserstoff (H 2 S) umgesetzt, der einfach von der Flüssigkeit getrennt werden kann. 2 H2, Wärme, Katalysator R1-S-R2 --------------------------------> R1-H + H-S-H + R2-H Je nachdem, wie viel Wasserstoff die jeweilige Raffinerie in ihren verschiedenen Anlagen verbraucht, wird der für die Entschwefelung benötigte Wasserstoff als Nebenprodukt aus anderen Raffinerieprozessen gewonnen oder durch Reformieren von Erdgas speziell für diesen Einsatz hergestellt. Der Aufwand für die Bereitstellung des Wasserstoffs ist also nicht überall gleich. Während einige Raffinerien den Wasserstoff verwenden können, der anderenfalls unter Prozessöfen verbrannt würde, kaufen andere Raffinerien Erdgas zu, um daraus unter Energieaufwand Wasserstoff herzustellen. Um den schlechtesten Fall des höchsten Energieverbrauchs abzudecken, gehen wir in der folgenden Betrachtung davon aus, dass Wasserstoff für Co-Processing von Pflanzenölen aus Erdgas hergestellt werden muss. Wärme 2CH 4 + O 2 + 2 H 2 O --------------------------------> 2CO 2 + 4H 2 Die existierenden Anlagen können nach mehr oder weniger umfangreichen technischen Anpassungsmaßnahmen gemeinsam mit den fossilen Ausgangsstoffen auch Anteile an Pflanzenöl als Ausgangsstoff aufnehmen. Diese Umbauten sind notwendig, da im Gegensatz zur Entschwefelung von fossilem Diesel bei der Hydrierung von Pflanzenöl die Wärme erzeugenden Reaktionen überwiegen, so dass Einrichtungen zur Wärmeabfuhr installiert werden müssen. Außerdem entstehen beim Hydrieren von Pflanzenölen größere Mengen Wasser als bei der Behandlung von Mineralöl. Daher muss die Wasserabtrennung auf die größeren Mengen angepasst werden. Die Öl- und Fettmoleküle haben stets den gleichen Aufbau. Es sind mit dem dreiwertigen Alkohol Glyzerin veresterte Fettsäuren. Das Glyzerinmolekül ist auf diese Weise mit drei langen Fettsäure-Ketten verbunden. Bei der Hydrierung werden die Sauerstoffatome in diesen Molekülen mit Wasserstoff zu Wasser umgesetzt (bei den herrschenden Temperaturen ist Wasser gasförmig), oder als CO 2 abgespalten (siehe Folien 5 und 6 im Anhang). Außerdem werden Doppelbindungen in den Fettsäuren, die eine Angriffsstelle im Molekül darstellen und z.b. für die begrenzte Lagerstabilität des Biodiesel verantwortlich ist, durch die Anlagerung von Wasserstoff beseitigt. Gleichzeitig erhöht der angelagerte Wasserstoff den nutzbaren Energieinhalt des Produktes. Dadurch erhöht sich die erzielbare Reichweite bei der Nutzung. Das Ergebnis der Wasserstoffbehandlung sind reine Kohlenwasserstoffmoleküle, wie sie auch beim BTL- oder GTL-Prozess hergestellt werden. Diese Moleküle kommen auch im fossilen Dieselkraftstoff vor. Außerdem entsteht Propan - bekannt als Campinggas. Da die Entschwefelung erst nach der Hydrierung abgeschlossen ist, wird eine vollständige Umsetzung der Pflanzenöle gewährleistet.

4 Co-Processing Schema Straight Run Diesel Wasserstoff Pflanzenöl Diesel Hydrotreater light ends Abscheider H 2 S / Propan Renewable Diesel / EN590 1 Prozessbeschreibung Biodiesel Zur Herstellung von Biodiesel wird Pflanzenöl bei 60 C mit einem Alkalihydroxid (KOH, Na- OH) als Katalysator und Methanol vermischt. Methanol wird (wie der Wasserstoff bei der Hydrierung) aus Erdgas hergestellt. Wärme 2 CH 4 + O 2 --------------------------------> 2 CH 3 OH Die Biodieselherstellung verläuft derart, dass in den bereits beschriebenen Ölmolekülen die Verbindung zwischen Glyzerin und Fettsäure aufgebrochen und durch eine Verbindung zu Methanol ersetzt wird (Reaktionsgleichung siehe Folie 7 im Anhang). Durch die Aufspaltung in drei Fettsäureketten ist der so entstandene Biodiesel weniger viskos als Pflanzenöl und deswegen besser zur Verwendung in Dieselmotoren geeignet. Als Nebenprodukt der Reaktion entsteht Glyzerin. Nach der Reaktion muss das Glyzerin sehr weitgehend abgetrennt werden, weil freies Glyzerin die Lagerstabilität des Biodiesels beeinträchtigen würde. Da Biodiesel und Glyzerin beide flüssig vorliegen, ist die Trennung nicht ganz so einfach wie im Falle des gasförmigen Propans bei der Hydrierung, das sich bei Atmosphärendruck von allein aus Flüssigkeiten trennt. Beim Biodiesel muss die Reaktionsmischung mit Wasser und Säure versetzt werden. Wird das Glyzerin zusätzlich unter Energieaufwand auf mehr als 99,5% gereinigt, kann es z.b. in der Pharmaindustrie oder für die Herstellung von Kosmetika verwendet werden. Durch die großen Mengen Glyzerin aus der Biodieselherstellung wird in der EU inzwischen nahezu kein fossil hergestelltes Glyzerin mehr verwendet 1. Als alternative Verwendung kommen 1 CONCAWE, European Council for Automotive R&D (EUCAR), European Commission Directorate General, Joint Research Center (JRC): Well-to-Wheels Analysis of Future Automotive Fuels and Powertrains in the European Context; Well-to-Wheels Report, May 2007; http://ies.jrc.ec.europa.eu/wtw

5 auch Verbrennung oder Verwertung als Viehfutter in Betracht, das höchste Treibhausgasvermeidungspotenzial hat aber der Ersatz von fossil hergestelltem Propylenglykol. Biodiesel Herstellung Schema 2 Der Katalysator wird ebenfalls bei der Reinigung entfernt, weil alkalische Stoffe im Kraftstoffsystem der Fahrzeuge sehr schnell Korrosionen auslösen würden. Das abgetrennte Katalysatorsalz, das im Kraftstoff zu Filterverstopfung führen würde, kann nicht wiederverwendet, aber gründlich gereinigt und getrocknet werden, um in fester Form anderen Zwecken (z.b. als Dünger) zu dienen. Dabei ist darauf zu achten, ob eventuell Glyzerinverunreinigungen in der Anwendung störend wirken. Auch nicht vollständig umgesetzte Ölmoleküle oder freie Fettsäuren müssen ebenfalls sehr gründlich abgetrennt werden, da sie im Motor Verkokungen auslösen würden. Die Darstellung der Prozesskette zeigt, dass die Herstellung von Biodiesel hohe Anforderungen an die Qualitätssicherung stellt. Das Qualitätssicherungssystem der AGQM 2 stellt sich dieser Herausforderung. Die AGQM stellt sicher, dass die von ihr zertifizierten Biodieselhersteller das notwendige Know-how besitzen und anwenden, um Kraftstoffe zu produzieren, die ohne Schaden für Fahrzeug und Motor verwendet werden können. 2 Arbeitsgemeinschaft Qualitätsmanagement Biodiesel e.v. ( www.agqm-biodiesel.de)

6 Produktqualität hydrierter Pflanzenöle Wie bereits angemerkt, sind die bei der Hydrierung entstehenden Moleküle dem BTL bzw. GTL sehr ähnlich. Dem entsprechen auch die Vorteile, die Kraftstoffe aus Co-Processing gegenüber Biodiesel aufweisen: Der etwa 17 % höhere Energieinhalt der hydrierten Pflanzenöle führt im Vergleich zu Biodiesel zu deutlich größerer Reichweite pro Tankfüllung Kraftstoffe aus hydrierten Ölen sind im volumetrischen Verbrauch mit Diesel vergleichbar 3. (Unterer Heizwert Hu, für hydriertes Rapsöl z.b. 43,8 MJ/kg, für Biodiesel ca. 37,2 MJ/kg). Beispielrechnung Reichweite einer Tankfüllung:: 40 l hydr. Pflanzenöl * 0,84 kg/l * 43,8 MJ/kg :Verbrauch 358,7 MJ/100km = 410 km 40 l Biodiesel * 0,90 kg/l * 37,2 MJ/kg : Verbrauch 358,7 MJ/100km = 370 km Messungen der Verbrennung von Biodiesel sowie Literaturangaben beziffern den volumetrischen Mehrverbrauch von Biodiesel im Vergleich zu konventionellem Diesel auf ca. 8% 4. Der breitere Siedebereich und die insgesamt niedrigere Siedelage (265 320 C) hydrierter Pflanzenöle sind hochwertigen Dieselkraftstoffen ähnlicher als Biodiesel (340-355 C). Das führt in den modernen anspruchsvollen Motoren, die auf Dieselkraftstoff optimiert sind, zu einer verbesserten Verbrennung. Motorische Probleme des Biodiesels, die sich aus den unvermeidbaren Produkteigenschaften ergeben, wie z.b. Beispiel Einwaschung in das Motoröl, treten nicht auf. Entsprechend ihrer Ähnlichkeit mit BTL- und GTL-Kraftstoffen gehen wir für hydrierte Pflanzenöle von den gleichen Verbesserungen der Abgasemissionen gegenüber fossilem Dieselkraftstoff aus. Dazu gehören die GTL-Vorteile 5 o Verringerung der Emission unverbrannten Brennstoffs (30-60%), o Reduktion der CO-Emission (30 90%), o 17 30% geringere Partikelemission o Bis zu 20% niedrigere NOx-Emissionen Für Biodiesel werden weniger klare Vorteile berichtet 5, zum Teil steigen die Emissionen gegenüber fossilem Diesel sogar an (insbesondere NO X ). Durch die Entfernung der Doppelbindungen ergeben sich für Kraftstoffe aus Co- Processing außerdem deutliche Vorteile hinsichtlich der wichtigen Eigenschaft Lagerstabilität. Diese ist dem hohen Standard von fossilem Diesel gleichwertig. (Lagerstabilität: Die natürlich im Biodiesel vorkommenden Doppelbindungen reagieren miteinander. Diese sogenannte Polymerisation führt zu ungewünschten Produktveränderungen des Biodiesels bis hin zur Bildung von Ablagerungen.) 3 Rantanen, L.; Linnaila, R.; Aakko, P.; Harju, T. (2005). NExBTL Biodiesel Fuel of the second generation. SAE Technical Paper 2005-01-3771 4 UFOP Biokraftstoffbericht 2007 5 Impact Assessment of a Proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council modifying Directive 98/70/EC relating to the quality of petrol and diesel fuels (SEC(2007)55)

7 Energiebilanzen Die wichtigsten Gründe für die verpflichtende Beimischung von Biokraftstoffen sind bedingt durch die Zielstellung der Bundesregierung, den Einsatz fossiler Energie und CO 2 - Emissionen aus der Verwendung von Kraftstoffen zu verringern. Um Prozesse in dieser Hinsicht miteinander vergleichen zu können, müssen alle Einsatzund Nebenprodukte berücksichtigt werden. Da das Pflanzenöl für beide Prozesse identisches Einsatzprodukt ist, wird es beim Vergleich der Prozesse miteinander nicht berücksichtigt. Energieaufwand: Hydrierung: E H = E Pflanzenöl + E Wasserstoff + E Prozess E Propan Biodiesel: E B = E Pflanzenöl + E Methanol + E Prozess E Glyzerin Prozessgrenzen Pflanzenölhydrierung Biodieselherstellung Pflanzenöl Pflanzenöl Erdgas Erdgas Wasserstoff Methanol Wärme, Katalysator Wärme, Katalysator Propan Glycerin Hydriertes Pflanzenöl Biodiesel Pharmaindustrie 3

8 Hydrierte Pflanzenöle Beginn der Energiebetrachtung für die Pflanzenölhydrierung ist neben dem Pflanzenöl der Einsatz von Wasserstoff. Dieser wird im ungünstigen Fall durch E- nergieeinsatz aus Erdgas hergestellt. Um die Reaktion auf dem Katalysator auszulösen, müssen die Einsatzstoffe erhitzt werden, Die zusätzlich zum Wärmeaustausch mit heißem Produkt notwendige Zusatzenergie wird entsprechend berücksichtigt. Bei der Reaktion entsteht neben dem hydrierten Pflanzenöl Propan aus nachwachsender Herkunft also CO 2 -frei - als Nebenprodukt. Wie beim Campinggas wird Propan als Heizgas verwendet, wodurch der Verbrauch anderer (fossiler) Energieträger verringert wird. Diese Energiemenge wird als Gutschrift vom Energieverbrauch aus Prozess und Wasserstoffherstellung abgezogen. Als Ergebnis dieser Betrachtung ergibt sich ein Energiebedarf von 0,11 MJ pro MJ hydriertem Rapsöl. Bei Nutzung von Palmöl und von Tierfetten reduziert sich der Wasserstoffverbrauch und damit der Energiebedarf auf etwa 0,09 MJ/MJ, also um etwa 18%. Bei der Nutzung von Sojaöl beträgt der Energiebedarf etwa 0,12 MJ/MJ. Biodiesel Für die Herstellung von Biodiesel wird neben dem Pflanzenöl auch Methanol und Katalysator eingesetzt. Dabei wird das Methanol aus Erdgas hergestellt. Auch für den Reaktionsstart der Biodieselherstellung wird Wärme verwendet. Allerdings liegen die Temperaturen wesentlich niedriger als bei der Hydrierung. Daher ist der Wärmeaustausch zwischen dem heißen Produkt und dem kalten Einsatzstoff in diesem Prozess nicht effizient. Glyzerin, das Nebenprodukt der Biodieselherstellung, wird hier ebenfalls in energetischer Verwendung berücksichtigt, weshalb die Energiegutschrift für den Herstellungsprozess niedriger ausfällt als bei einer angenommenen stofflichen Nutzung des Glyzerins. Die Resultante des fossilen Energieeinsatzes bei der Herstellung von Biodiesel aus Rapsöl beläuft sich unter diesen Rahmenbedingungen auf 0,13 MJ pro MJ Biodiesel, also etwa 18% mehr als bei der Hydrierung von Rapsöl. Energievorteil Hydrierung : (0,13 MJ/MJ 0,11 MJ/MJ) : 0,11 MJ/MJ * 100% = 18% Wird angenommen, dass bei der Biodieselproduktion das Glyzerin als Ersatz für fossil hergestelltes Polypropylen genutzt wird beträgt der Energieaufwand etwa 0,16 MJ pro MJ Biodiesel, also 45% mehr als bei der Hydrierung. Wegen der bereits dargestellten Sättigung des Marktes für Glyzerin kann eine Verwendung in der Pharmaindustrie nicht mehr realisiert werden. Energievorteil Hydrierung : (0,16 MJ/MJ 0,11 MJ/MJ) : 0,11 MJ/MJ * 100% = 45%

9 Treibhausgasemissionen der Prozesse Es existieren zahlreiche Studien, die Treibhausgasemissionen auf dem Lebensweg von hydrierten Pflanzenölen oder von Biodiesel untersuchen. Dabei stellen sich die Verarbeitungsprozesse als eher unbedeutend heraus, da die Emissionen aus der Bereitstellung des Pflanzenöles (vor allem aufgrund der N 2 O-Emissionen aus dem Einsatz von Stickstoffdünger beim Anbau der Ölpflanzen) weit überwiegen. Der Vergleich der isolierten Prozesse ergibt folgendes Bild: Hydrierung von Pflanzenölen Bei der Hydrierung von Rapsöl entstehen relevante Mengen Treibhausgase zuerst bei der Herstellung des Wasserstoffs. Auch der Energieaufwand zum Heizen des Prozesses selbst ist in die Berechnungen eingearbeitet..das Propan, das als Nebenprodukt entsteht, wird als Heizgas verwendet. Dadurch kann z.b. die Äquivalente Menge an Erdgas ersetzt werden, was in der Treibhausgasbilanz der Prozessbetrachtung als Gutschrift berücksichtigt wird. Als Gesamtergebnis ergeben sich für die Hydrierung von Rapsöl CO 2 Emissionsäquivalente von etwa 7,0 g/mj. Dabei ist noch nicht berücksichtigt, dass bei Einsatz anderer Pflanzenöle zum Teil geringere Wasserstoffmengen zur Hydrierung benötigt werden oder dass einige Raffinerien den Wasserstoff nicht aus Erdgas erzeugen sondern heute als Überschussgas im raffinerieinternen Heizgas verwenden. Biodiesel Bei der Raffination und Umesterung von Rapsöl zu Biodiesel sind für einen fairen Vergleich ebenfalls die Emissionen aus der Herstellung des Methanols zu berücksichtigen. Das Methanol wird in der Reaktion im Biodiesel verankert und verursacht bei der Verbrennung im Motor Emission einer entsprechenden Menge CO 2. Die Umesterung läuft bei niedrigeren Temperaturen ab als die Hydrierung, so dass hier geringere Treibhausgasemissionen zu berücksichtigen sind. Das Nebenprodukt Glyzerin wird hier e- nergetisch berücksichtigt. Unter diesen Voraussetzungen ergeben sich als Treibhausgasemissionen der Herstellung von Biodiesel aus Rapsöl 8,3 g/mj, also 19% mehr als bei der Hydrierung Wird die Verwendung von Glyzerin als Ersatz für Propylenglykol betrachtet, dann führt die Berücksichtigung aller Beiträge in der Gesamtschau der Herstellung von Biodiesel aus Rapsöl zu Treibhausgasemissionen von etwa 7,1 g/mj CO 2 - Äquivalenten. Treibhausgasvorteil Hydrierung: (8,3 g/mj 7,0 g/mj) : 7,0 g/mj * 100% = 19%

10 Treibhausgasemissionen der Prozesse 8,5 8 gco2/mj 7,5 7 6,5 6 5,5 5 Biodiesel (Glycerin Energie) Biodiesel (Glycerin Propylenglykol) Hydrierung 4 Wie der Vergleich der theoretischen Betrachtungen mit ersten Erfahrungen der NExBTL Pilotanlage zeigt, werden weitere Prozessoptimierungen dieser noch jungen Technologieanwendung zu weiteren Effizienzsteigerungen und damit zu reduzierten Treibhausgasemissionen führen. Treibhausgasemissionen der Gesamtkette Diese Vorteile der Hydrierung selbst sind aber nur der kleinere Beitrag zur Emissionsreduzierung des Biokraftstoffes. Über 80% der auf dem Lebensweg emittierten CO 2 -Äquivalente von ca. 40 (Sonneblumen) bis 60 g/mj (Raps) entfällt auf die Herstellung des Pflanzenöles. Treibhausgasemissionen der Gesamtkette: THG=THG Anbau +THG Verarbeitung +THG Transport +THG Prozess +THG Verteilung +THG Verwendung Gutschriften Aufwendungen -20 0 20 40 60 80 g CO 2 -Äquivalent/ MJ NExBTL Bereitstellung Rapskörner Ölmühle NExBTL-Prozess Verteilung Bilanz 5 Die Gutschrift für die Ölmühle resultiert aus der Gutschrift für den Rapsschrot, verringert um den Aufwand zur Ölproduktion.

11 Die EU Kommission hat unter Berücksichtigung dieser Tatsachen in ihrem aktuellen Entwurf für eine Richtlinie zur Förderung regenerativer Energie die Defaultwerte der Treibhausgasemissionsreduzierung für Biodiesel aus Raps auf 36% festgelegt, für hydriertes Rapsöl auf 45%. (Anders als die hier errechneten Treibhausgasemissionswerte basieren diese Vorgaben auf einer Allokation nach Energieinhalt von Haupt- und Nebenprodukten, sind also nicht mit den oben gezeigten Zahlen vergleichbar.) EU Kommission: Defaultwerte THG-Einsparung* Einsparung gegenüber fossilem Dieselkraftstoff [%] 0-5 -10-15 -20-25 -30-35 -40-45 -50 Biodiesel aus Raps (RME) Hydriertes Rapsöl *Quelle: COM(2008) 19: Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the promotion of the use of energy from renewable sourcesvom 23.1.2008, Annex VII 6 Die Biodiesel-Herstellung in Deutschland ist wegen der Qualitätsanforderungen des Dieselkraftstoffs überwiegend auf Rapsöl festgelegt. Beim Co-Processing haben die Eigenschaften des Pflanzenöls keinen Einfluss auf die Qualität des Endproduktes. Damit verbreitert sich die Palette der einsetzbaren Rohstoffe erheblich, es kommen neben Rapsöl unter Anderem auch Sonnenblumenöl, Sojaöl und Palmöl in Betracht. Selbst nicht genießbare Öle aus E- nergiepflanzen, wie z.b. Jatrophaöl, oder Abfallfette können eingesetzt werden. Diese Flexibilität der Eingangsstoffe ermöglicht es, die Treibhausgasemissionen über den Lebensweg des Biokraftstoffes durch die Nutzung nachhaltiger, treibhausgasarm erzeugter Pflanzenöle oder auch durch die Nutzung von Reststoffen (z.b. Altfette) zu senken. Bei Einsatz von Reststoffen sind keine Treibhausgasemissionen aus der Bereitstellung des Öls zu berücksichtigen, weil diese durch die Herstellung des Primärproduktes begründet sind. Dadurch liegen die Treibhausgasemissionen über den Lebensweg hydrierter Altfette um mindestens 80% niedriger als die von Biodiesel.

12 Co-Processing gegenüber separater Herstellung Prinzipiell wäre auch die Hydrierung von Pflanzenölen in einer separaten Anlage möglich. Die Hydrierung von Pflanzenölen in einer separaten Anlage führt zum chemisch gleichen Endprodukt wie das Co-Processing. Bezüglich der Umweltwirkungen von hydrierten Pflanzenölen gibt es keine Unterschiede zwischen der Produktion in separaten Anlagen oder der Herstellung im Wege des Co-Processings. Das Co-Processing hat aber wirtschaftliche Vorteile durch die Nutzung existierender Anlagen. Das separate Hydrieren von Pflanzenölen erfordert dagegen Investitionen in neue Anlagen, was zusätzlich auch erhebliche Zeitverzögerungen für Genehmigung und Bau der Anlagen mit sich bringt. Während das separate Hydrieren Investitionen in neue Anlagen erfordert, kann das Co-Processing existierende Raffinerieanlagen nutzen und bietet dadurch eine Technologiebrücke bis innovative Verfahren der advanced Biofuels zur Verfügung stehen. Anhang Vollständige Hydrierung CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 O= CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH O= Katalysator (fest) CH 3 (CH 2 ) 16 -CH 3 + 2H 2 O + HCH 2 CH 3 (CH 2 ) 16 -CH 3 + 2H 2 O + HCH CH 3 (CH 2 ) 16 -CH 3 + 2H 2 O + HCH 2 CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 O= Pflanzenöl Kohlenwasserstoffe + Wasser + Propan Bei dieser Beispielreaktion werden in Summe 12 Moleküle Wasserstoff verbraucht. 7

13 Hydrierung mit CO 2 Abspaltung CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 O= CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH O= O= CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 Pflanzenöl Katalysator (fest) CH 3 (CH 2 ) 16 -H + CO 2 + HCH 2 CH 3 (CH 2 ) 16 -H + CO 2 + HCH CH 3 (CH 2 ) 16 -H + CO 2 + HCH 2 Kohlenwasserstoffe + CO 2 + Propan Bei dieser Beispielreaktion werden in Summe 3 Moleküle Wasserstoff verbraucht. Die Realität liegt - je nach Reaktionsbedingungen Zwischen den beiden Extremen. 8 CH 3 -O-H Biodieselherstellung CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 O= CH 3 -O-H CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH O= O= CH 3 -O-H CH 3 (CH 2 ) 15 CH 2 -C-O-CH 2 Pflanzenöl Katalysator (flüssig) CH 3 (CH 2 ) 16 -CO-OCH 3 +H-O-CH 2 CH 3 (CH 2 ) 16 -CO-OCH 3 + H-O-CH CH 3 (CH 2 ) 16 -CO-OCH 3 +H-O-CH 2 Biodiesel + Glycerin Bei der Herstellung von Biodiesel wird je Molekül Biodiesel ein Molekül fossiles Methanol verwendet. Bei Verbrennung des Biodiesels resultiert somit Emission Je eines Moleküls fossiles CO 2. 9