16. Mai 2024

So funktioniert die HVO Herstellung

Inhalt

Der erneuerbare Diesel-Ersatz HVO (Hydrotreated Vegetable Oil oder zu Deutsch: Hydriertes Pflanzenöl) ist ein geeigneter Lösungsansatz, wenn es darum geht, die fossilen Emissionen des eigenen Fuhrparks effektiv zu mindern. Denn im Gegensatz zu anderen synthetischen Kraftstoffen aus der XTL-Gruppe, wie z.B. E-Fuels, ist der erneuerbare Diesel dank einer zunehmenden HVO Herstellung schon jetzt in ausreichenden Mengen und hohen Qualitäten verfügbar. Nach der erfolgen Zulassung von HVO 100 für den Verkauf im Straßenverkehr darf HVO als Diesel-Ersatz unter der sog. XTL-Norm DIN EN 15940 nun also auch in den offiziellen Verkauf an deutschen Tankstellen gehen und steht damit Nutzern von Diesel-Fahrzeugen jeglichen Alters zur Verfügung. Voraussetzung dafür ist eine erfolgte Herstellerfreigabe für XTL-Kraftstoffe.

Logo einer XTL Freigabe für HVO Kraftstoffe auf einer Zapfsäule

Als Pionier im Handel von XTL-Kraftstoffen unterstützt TOOL-FUEL bereits seit mehr als 10 Jahren Kommunen, Logistikbetriebe, Flughäfen, Baumaschinenhersteller, Agrarbetriebe oder Eisenbahnbetriebe dabei, die Emissionen Ihres Fuhrparks durch den Einsatz von XTL-Kraftstoffen wie HVO zu reduzieren um so nachhaltig die CO2-Bilanz der Unternehmen zu verbessern.

Denn: Bei der Herstellung und Verwendung von HVO fallen im Vergleich zu fossilem Diesel bis zu 90% geringere THG-Emissionen an.

Wir zeigen, wie genau die Herstellung von HVO funktioniert und welche Rohstoffe bei der HVO Herstellung derzeit eine Rolle spielen.

Was unterscheidet HVO von fossilem Diesel und von Biodiesel?

HVO unterscheidet sich von fossilem Diesel nicht nur im chemischen Herstellungsprozess, sondern auch durch seine nachhaltige Herkunft aus erneuerbaren Ressourcen wie Pflanzenölen, Altspeisefetten oder Tallölen, die eine deutliche Reduktion der CO2-Emissionen ermöglichen, da ein wesentlicher Anteil des ausgestoßenen Kohlenstoffdioxids bereits im Rohstoff (z.B. Pflanzenölen) vorher auf natürliche Weise gebunden wurde.

Im Vergleich zum fossilen Diesel, der aus der begrenzten Ressource Erdöl gewonnen wird und erheblich zur Luftverschmutzung beiträgt, grenzt sich HVO auch qualitativ durch eine höhere Cetanzahl, bessere Kälteeigenschaften und eine nahezu schwefelfreie Zusammensetzung ab. Dies führt zu einer effizienteren und saubereren Verbrennung, was die Nachhaltigkeit von HVO zusätzlich bekräftigt.

Als Drop-in-Kraftstoff kann HVO als umweltfreundliche Alternative zu fossilem Diesel ohne Anpassungen in bestehenden Dieselmotoren verwendet werden und trägt so zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen bei.

Dabei kann HVO als fortschrittliche Form von Biodiesel bezeichnet werden. Im Gegensatz zu herkömmlichem Biodiesel wird HVO durch Hydrierung – einem chemischen Prozess, der ungesättigte Bindungen in gesättigte umwandelt – hergestellt. Dies resultiert in einem Kraftstoff, der bei niedrigeren Temperaturen flüssig bleibt und eine längere Lagerstabilität aufweist, als im direkten Vergleich zu klassischem Biodiesel.

Die für HVO notwendigen Herstellungsanlagen bedienen sich modernster Technologien für die Reinigung, Aufbereitung und Weiterverarbeitung von HVO. Im Vergleich zu den Herstellungsanlagen konventioneller Biodiesel-Kraftstoffe liegen die dafür notwendigen Investitionen in die Herstellungsanlagen von HVO um ein Vielfaches höher. Schon lange fordern Hersteller von HVO eine langfristige Planungssicherheit von der Politik, damit sich die höheren Investitionskosten in die HVO Herstellungsanlagen auch amortisieren können und Skaleneffekte für die HVO Herstellung erzielen lassen.

Auswahl der Rohstoffe für die HVO Herstellung

Die Auswahl der Rohstoffe ist insbesondere entscheidend für die Nachhaltigkeit und den Preis von HVO. Je nach gewähltem Herstellungsverfahren, können unterschiedliche Rohstoffe zu unterschiedlichen HVO-Qualitäten führen, was insbesondere die Nachhaltigkeit betrifft. Denn nicht jeder auswählte Rohstoff bringt automatisch die maximale Anrechnung der CO2-Nachhaltigkeit mit sich.

TOOL-FUEL legt großen Wert darauf, dass die verwendeten Rohstoffe nicht nur zu 100% aus Abfall- und Reststoffen stammen, sondern auch darauf, dass unabhängig von dem verwendeten Rohstoff eine konstant hohe und gleichbleibende Qualität des Endprodukts sichergestellt wird. Die spezielle Auswahl des Herstellungsverfahrens sorgt dabei für eine Premium-Qualität von HVO, die mit einer ISCC Zertifizierung für die CO2-Anrechnung des Unternehmens nachgewiesen und öffentlich kommuniziert werden kann.

Im Beratungsprozess erörtern wir gemeinsam mit dem Kunden, ob dieser eher einen günstigen und breit verfügbaren oder maximal nachhaltigen HVO-Kraftstoff mit hohem Anrechnungspotential bevorzugt. Hier spielen insbesondere die folgenden Faktoren eine Rolle:

  • Verfügbarkeit in der EU
  • Einkaufspreis in der EU
  • Weltweites Vorkommen und Handelsvolumen
  • Angerechnete Nachhaltigkeit des Rohstoffs zur HVO-Produktion

Die Nachhaltigkeit der Rohstoffe wird nicht nur durch ihre Herkunft, sondern auch durch ihre Verarbeitung und den gesamten Lebenszyklus bestimmt. So können derzeit vier Rohstoff-Gruppen als wichtigster Ausgangsstoff für die Herstellung von HVO bezeichnet werden:

  • UCO (Used Cooking Oil): Gebrauchtes Alt- und Speisefett z.B. aus der Gastronomie oder Lebensmittelverarbeitung
  • POME (Palm Oil Mill Effluent): Palmöl-Mühlen-Effluent bzw. Ölmühlenabwasser
  • Tallöle: Nebenprodukte aus der Zellstoff-Herstellung 
  • Pflanzenöle: Allgemeine Abfälle und und Reststoffe aus der Verarbeitung 

Einige Rohstoffe wie POME stehen in der Kritik, weil die Verarbeitung von Palmöl noch immer mit großen Umweltauswirkungen verbunden ist. Auch wenn Palmöl seit 2023 in der EU nicht mehr für die Herstellung von HVO verwendet wird, wird Palmöl im Ausland als einer der wichtigsten Rohstoffe insbesondere für die Lebensmittelproduktion weiterhin eingesetzt. Die bei der Verarbeitung anfallenden Neben- und Abfallprodukte wie POME werden aus Kostengründen dabei oftmals umwelt- und klimaschädlich entsorgt und keiner höhenwertigen Nutzung zugeführt.

In Abhängigkeit von der gewählten Nachhaltigkeitsstrategie unserer Kunden, analysieren wir gemeinsam, ob POME als nachhaltiger Rohstoff für die individuelle HVO-Produktion unseres Kunden eingesetzt wird, oder nicht.

TOOL-FUEL analysiert und bewertet darüber laufend die relevanten Parameter wie Verfügbarkeiten und Einkaufspreise, um die optimalen Rohstoffe für eine nachhaltige HVO-Produktion nach den Anforderungen des Kunden anbieten zu können. Die nachfolgende Grafik veranschaulicht die dabei aktuelle Marktlage der vier Rohstoffgruppen mit Fokus auf den europäischen Raum.

Rohstoffverfügbarkeit für die HVO Herstellung in der EU
Rohstoffverfügbarkeit für die HVO Herstellung in der EU

Der Herstellungsprozess von HVO

Die Herstellung von HVO erfolgt im Allgemeinen durch einen hydrierenden Raffinationsprozess, der die freien Fettsäuren in den Rohstoffen in hochwertige, gesättigte Kohlenwasserstoffe umwandelt. Dieser Prozess eliminiert traditionelle Schwachpunkte des Biodiesels wie Oxidationsanfälligkeit und Kälteinstabilität. Obwohl es verschiedene Herstellungsverfahren gibt, basieren sie alle auf ähnlichen chemischen Prinzipien.

Zunächst erfolgt die Auswahl und Vorbereitung der erneuerbaren Rohstoffe. Diese werden anschließend in einem Hydrierungsprozess behandelt. Unter Einsatz von Wasserstoff und einem Katalysator werden die Doppelbindungen der Fettsäuremoleküle gesättigt, was die Umwandlung in paraffinische Kohlenwasserstoffe zur Folge hat. Die zusätzliche Isomerisierung ist dabei nicht in allen Verfahren der HVO Herstellung ein fester Bestandteil. Diese wird häufig genutzt, um die Molekülstrukturen der Fettsäuren weiter zu modifizieren, um beispielsweise die Fließeigenschaften des Kraftstoffes weiter optimieren zu können.

Die so erzeugten Moleküle sind langkettige Alkane (gesättigte Kohlenwasserstoffe), die von Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff gereinigt und in einem Destillationsprozess in verschiedene Fraktionen aufgeteilt werden, um den finalen, hochwertigen HVO-Kraftstoff zu gewinnen. So entstehen in der HVO-Herstellung also ebenfalls leichte bis schwere Fraktionen, die z.T. in weitere Produkte, wie nachhaltige Wachse oder Kunststoffe, aber auch in Kerosin für den Flugbetrieb weiterverarbeitet werden können.

So funktioniert die HVO Herstellung im Detail
Der Prozess der HVO Herstellung im Detail

Bekannte Verfahren für die HVO Herstellung im Überblick

Neste NexBTL

Das Neste NexBTL-Verfahren ist ein flexibler und fortschrittlicher Prozess, der eine Vielzahl von Rohstoffen verarbeiten kann und dabei eine gleichbleibende HVO Qualität sicherstellt. Dazu gehören Pflanzenöle, tierischer Fette und auch Abfall- und Reststoffe, wie gebrauchte Speiseöle und Fettabscheiderfette oder Klärschlämme. Die Technologie basiert auf der Hydrierung, bei der Fettsäuren und Triglyceride in Paraffine umgewandelt werden. Der Prozess führt zu hochreinen Endprodukten, da er Verunreinigungen effektiv entfernt und eine gleichbleibend hohe Qualität des produzierten Kraftstoffs garantiert. Diese Vielseitigkeit ermöglicht es Neste, lokale Rohstoffquellen zu nutzen und die Nachhaltigkeit von HVO zu maximieren. 

Mehr über das Verfahren Neste NexBTL

Eni/Honeywell EcoFining

Das Verfahren EcoFining, entwickelt von Eni in Zusammenarbeit mit Honeywell UOP, ist speziell auf die Verarbeitung von biologischen Ölen und Fetten ausgelegt. Durch eine katalytische Hydrotreating-Technologie werden die freien Fettsäuren in hochwertige Paraffinkohlenwasserstoffe umgewandelt. Das Verfahren ist darauf ausgelegt, einen Dieselkraftstoff zu produzieren, der hohe Cetanzahlen erreicht und eine sehr geringe Menge an unerwünschten Begleitsubstanzen enthält, was die Motorleistung verbessern und Emissionen reduzieren kann. Ein weiterer Vorteil des EcoFining-Verfahrens ist die Möglichkeit, die HVO-Herstellung in bestehende Raffinerieinfrastrukturen zu integrieren. Damit können traditionelle Raffinerien in moderne Biokraftstoffanlagen weiterentwickelt werden, ohne komplett neue Anlagen errichten zu müssen.

Mehr über das Verfahren Eni/Honeywell EcoFining

Haldor/Topsoe HydroFlex

HydroFlex von Haldor / Topsoe ist ein hochflexibles Verfahren, das eine breite Palette von biobasierten Rohstoffen verarbeiten kann und darauf abzielt, die Ausbeute und die Qualität des produzierten HVOs zu optimieren. Es integriert Hydrodesulfurization (HDS) und Hydrodeoxydation (HDO) in einem Prozess, um Sauerstoff und Schwefel aus den Rohstoffen zu entfernen und die Bildung von hochgesättigten Kohlenwasserstoffen zu fördern. Das Verfahren ist besonders effizient in der Umwandlung und bietet eine hohe Flexibilität in Bezug auf die Eingangsrohstoffe und die Produktqualität. Auch das HydroFlex Verfahren kann dabei in bestehende Raffinerien oder neue Anlagen integriert werden.

Mehr über das Verfahren Haldor/Topsoe HydroFlex

UPM BioVerno

Das Verfahren UPM BioVerno unterscheidet sich von den anderen Verfahren darin, dass das es primär Holzreststoffe, insbesondere Lignocellulose, als Rohmaterial nutzt. Auch BioVerno beinhaltet eine Vorbereitung der Biomasse, eine Hydrierung und eine finale Aufbereitung, um erneuerbaren HVO Diesel zu produzieren. Die Nutzung von Holzreststoffen ist einzigartig und fördert eine zusätzliche Dimension der Nachhaltigkeit, indem Ressourcen verwendet werden, die sonst als Abfall keiner höhenwertigen Nutzung mehr zugeführt würden. BioVerno ermöglicht es UPM, die Kreislaufwirtschaft zu fördern und gleichzeitig einen Kraftstoff zu produzieren, der sowohl umweltfreundlich als auch effizient ist.

Mehr über das Verfahren UPM BioVerno

Das richtige Verfahren für individuelle Nachhaltigkeitsstrategien

Jedes dieser Verfahren zur HVO Herstellung hat seine eigenen technologischen Besonderheiten und Innovationspunkte, die es ermöglichen, je nach Verfügbarkeit von Rohstoffen und spezifischen Nachhaltigkeitsanforderungen, unterschiedliche Ansätze in der Herstellung von HVO zu wählen. Derzeit setzt TOOL-FUEL vor allem auf das bewährte Herstellungsverfahren Neste NexBTL, um den Premium-HVO Kraftstoff Neste MY Renewable Diesel™ anbieten zu können. Dieser 100 % biobasierte, synthetische Hochleistungskraftstoff bietet aufgrund einer lückenlosen ISCC Zertifizierung ein enormes Anrechnungspotential für die CO2-Einsparung in Ihrem Fuhrpark und überzeugt mit gleichbleibend hoher Qualität, sowie hervorragenden technischen Eigenschaften wie einer hohen Kältestabilität, unabhängig von den ausgewählten Rohstoffen.

Beratungsprozess für die HVO Herstellung bei TOOL-FUEL

TOOL-FUEL setzt auf HVO mit zertifizierter Nachhaltigkeit

Ein zentraler Aspekt im Kontext der HVO-Herstellung und -Verwendung ist die ISCC Zertifizierung (International Sustainability & Carbon Certification). Diese gewährleistet, dass der Kraftstoff aus nachhaltigen Quellen stammt und die gesamte Lieferkette den höchsten Umwelt- und Sozialstandards entspricht.

TOOL-FUEL berät Sie in der Auswahl der passenden und ISCC-zertifizierten Rohstoffströme bis hin zum Einsatz der HVO-Endprodukte in Ihrem Fuhrpark. Mehr Informationen zu den vielfältigen Einsatzbereichen von HVO finden sich hier.

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

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