Was sind reFuels und wie sind die Begriffe „HVO“ und „E-Fuel“ zuzuordnen?
Dr. Toedter: Der Begriff „reFuels“ ist ein Synthesewort und beschreibt die Summe der aus regenerativen Quellen herstellbaren Kraftstoffe, die im Bestand einsetzbar sind. Das aus Rest- und Abfallstoffen hergestellte HVO ist ein Beispiel dieser Kraftstoffe. Für seine Herstellung wird Abfall verwendet, der sehr viel Energie bereits beinhaltet. Es ist aber nur wenig zusätzlicher Wasserstoff notwendig. Deshab wird für HVO weniger Energie benötigt, als bei E-Fuels (Power-to-Liquid PTL). Ein Beispiel für den PtL-Weg sind sogenannte Fischer-Tropsch-Kraftstoffe, die an Sonne- und Windreichen Standorten synthetisiert werden. Als Diesel entsprechen beide Kraftstoffe der DIN EN 15940 für paraffinischen Diesel. Die folgende Grafik des Karlsruher KIT beschreibt den reFuel-Begriff im genaueren Detail. Strombasierte Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, gehören ebenfalls zur Gruppe der reFuels. Auf der Grafik des KIT finden wir eine Analogie mit einem Apfel und einer Orange. E-Fuels werden vorzugsweise in Sonnen- und windreichen meist südlichen Ländern hergestellt (Analogie: Orange). Demgegenüber braucht HVO wenig Strom und kann daher auch in nordischen Ländern produziert werden (Analogie: Apfel).
Anmerkung eFuelsNow:
Auf der Karte werden folgende reFuels angezeigt:
=> HVO Dieselkraftstoffe
=> Bionaphtabasierte Ottokraftstoffe
Künftig werden auch E-Fuels (Benzin und Diesel) angezeigt (Zeitpunkt unbekannt).
Worin liegen die Unterschiede zwischen HVO und Biodiesel?
Prof. Willner: Beides sind Dieselersatzkraftstoffe. Allerdings unterscheiden sie sich chemisch. Biodieselkraftstoffe sind Fettsäure-Methylester (FAME), die noch ca 11 Gew% Sauerstoff in den Molekülen enthalten. Er entspricht der DIN EN 14214. HVO (Hydrotreated Vegitable Oil) entsteht ausschliesslich aus reinen flüssigen Kohlenwasserstoffen. Sie enthalten keinen Sauerstoff. Reiner HVO-Kraftstoff ist im Gegensatz zu Biodiesel praktisch unbegrenzt haltbar. Er entspricht der DIN EN 15940. HVO enthält keinerlei Aromate. Er ist wasserklar, fast geruchlos und verbrennt sauberer als Biodiesel oder fossier Diesel. Ausserdem ist er resistent gegen Dieselpest. HVO ist auch in Reinform problemlos in herkömmlichen Dieselmotoren einsetzbar. Das ist bei Biodieselmotor nicht der Fall.
Gibt es restoffbasierte Kraftstoffe (ähnlich wie HVO) auch für Ottomotoren?
Dr. Toedter: Ja, es gibt Kraftstoffe auf Basis von Reststoffen auch für Ottomotoren. Meistens wird bisher der E10 Kraftstoff mit Bionaphta ergänzt. Otto-Kraftstoffe können sowohl über die PtL-Route (hier meist über E-Methanol) als über die BtL-Schiene (Biomass-to-Liquid) hergestellt werden. Bio-Methanol auf der Basis biogener Rest- und Abfallstoffe, ist beispielsweise eine Basis sowohl für synthetische Ottokraftstoff aus Bionaphta als auch über das Methanol-Gasoline hergestellte Otto-Kraftstoffe. Ottomotoren haben höhere Anforderungen an die Klopffestigkeit.
Anmerkung eFuelsNow: Tankstellen mit solchen Kraftstoffen finden Sie ebenfalls in der App.
Wie effizient ist HVO?
Prof. Willner: Erstmal muss geklärt werden welche Effizienz gemeint ist? Hinsichtlich der Kosten- , Zeit-, Strom- und Resourssen-Effizienz ist HVO unerreicht. Ohne grossen Zeitaufwand können bereits existierende Diesel-Fahrzeuge sofort zum Klimaschutz beitragen, ohne Motorenumrüstung und unter Nutzung der bestehenden Infrastruktur. Dadurch ist die CO2-Einspareffizienz am grössten. Auch hinsichtlich ist der Strom-Effizienz ist HVO wesentlich effektiver als die E-Mobilität. Das liegt daran, weil in den Abfallrohstoffen bereits viel Energie enthalten ist. Man muss deshalb bei der Produktion wenig zusätzliche Energie aufwenden.
Wie effizient ist E-Fuel?
Dr. Toedter: Der Effizienz-Begriff hat mehrere Ebenen. Hinsichtlich Kosten- , Zeit- und Ressourcen ist ein E-Fuel ein effizienter Kraftstoff, da geschlossene Kohlenstoffkreisläufe in bestehender Infrastruktur sofort zum Klimaschutz beitragen. Allerdings benötigen E-Fuels (PtL Power-to-Liquid) viel elektrische Energie für die Wasserstoff-Elektrolyse. CO2 der Luft wird über direkte Filterung (direct air capture DAC oder aus Industrieanlagen) wird gesammelt. Daraus wird ein Energieträger mit hoher Energiedichte erzeugt. Die hierzu benötigte elektrische Energie sollte an Gunststandorten genutzt werden, das heisst an Standorten mit hoher Ausbeute bei Wind und Sonne.
Viele Effizienzrechnungen gehen von der Annahme aus, dass man E-Fuel in Deutschland produzieren würde. Das würde aus Ertragsgründen aber nur an wenigen Standorten sinnvoll erfolgen können. An besagten Gunststandorten wirkt der deutlich höhere Ertragsfaktor den Umwandlungsverlusten entgegen. Weltweit betrachtet gibt es keinen Mangel an Energie aus erneuerbaren Quellen. Lediglich Transport und Energie-Speicherung sind die wesentlichen Aufgaben. Die Energie wird in diesem Fall als Kraftstoff gespeichert. Auch bei direkt genutzter elektrischer Energie sind die Verluste durch Umwandlung und durch die Nebenaggregate zu berücksichtigen.
Anmerkung eFuelsNow: Strom ist eine sehr edle Energie, sofort nutzbare Energie,die es in der Natur nicht gibt. Strom muss immer Verlustbehaftet vortransformiert werden muss. Ob die Thermodynamik unter der Motorhaube oder am Stadtrand arbeitet, ist letzlich unerheblich.
Werden reFuels auch für Flugzeuge eingesetzt? Ist es nicht sinnvoller sich allein auf den Schiff- und Flugbereich zu konzentrieren?
Prof. Willner: Bereits heute fliegen viele Airlines mit regenerativen Kerosin, ähnlich HVO. Firmen wie Neste produzieren es bereits im grossen Stil. Eine alleinige, isolierte Produktion von Kerosin macht aber keinen Sinn, weil es bei der Herstellung immer Koppelprodukte gibt, im Benzin- oder im Diesel-Bereich. Außerdem ist der Kraftstoffverbrauch im Schiffs- und Flugbereich viel geringer als im Strassenverkehr. Eine Fokussierung auf die kleinen Einsatzbereiche Luft- und Schifffahrt würde den Klimaschutz massiv behindern, dort wo der Hebel für CO2-Einsparung am grössten ist, nämlich im Strassenverkehr. Außerdem wird der Kraftstoffe für alle billiger, wenn man alle bei der Herstellung entstehenden Koppelprodukte verkaufen kann und die Anlagen optimal ausgenutzt werden.
Wieviel Prozent des weltweiten Verkehrs kann man mit regenerativen Kraftstoffen wie HVO und E-Fuel abdecken?
Prof Willner: Über einen Zeitraum von 30-40 Jahren ist es möglich den kompletten Kraftstoffbedarf für alle weltweiten Verkehrssektoren (Auto, Schiff, Flugzeug…) mit abfallbasierten Kraftstoffen und E-Fuels zu einem erheblichen Teil abdecken. Nach einer Hochrechnung der Firma Neste könnte man bei Nutzung aller Varianten von alternativen Kraftstoffen bis 2040 ca. 40% des weltweiten Kraftstoffbedarf versorgen. Diese Zahlen stimmen mit Potential-Abschätzungen der HAW-Hamburg überein. Zusätzlich gibt es noch eine Studie, die ein grosses HVO Potential von 200 Megatonnen pro Jahr auf Jathropha Basis ermittelt hat. Damit könnte man den kompletten Kraftstoffbedarf der EU abdecken. Jathropha ist eine Pflanze, die auf marginalen Böden in Wüstenrandgebieten wächst, und daher keinerlei Tank-Teller-Konflikte verursacht. Dadurch entstehen Exportperspektiven für bisher benachteiligte Länder. Hinzu kommt dass der Anbau von Jathropha ein zusätzliches CO2-Bindungpotential ermöglicht. Denn Pflanzen werden in Gegenden angebaut, wo vorher keine Pflanzen waren. Dabei ergibt sich ein negativer CO2-Fussabdruck für die daraus entstehenden Kraftstoffe. Wenn man über die 40 Jahre hinaus geht, kann man den gesamten weltbedarf Kraftstoffbedarf, wenn gleichzeitig die Produktion von E-Fuels hochgefahren wird. Dafür maßgeblich ist eine entsprechende Regulatorik. Es ist möglich den gesamten Kraftstoffbedarf der Welt regenerativ zu produzieren, wie auch die Grafik des DLR bestätigt.
Hat HVO einen „Tank-Teller-Konflikt“ ?? Woraus wird HVO hergestellt?
Dr. Toedter: HVO wird aus Rest- und Abfallstoffen hergestellt. Das können Altfette, ungeniesbare Lebensmittelreste, Tallöle, Klärschlemme etc sein. Sehr viele Reststoffe enthalten Kohlenstoff- und Wasserstoff-Verbundungen, die man durch cracken und hydrieren wieder nutzbar machen kann. Tank-Teller-Konflikte bestehen bei HVO nicht, da diese Reststoffe nicht angebaut werden. Allenfalls Jatropha, der auf schlechten Böden wäre so ein Fall. Diese Pflanze wird aber noch nicht eingesetzt und die dafür erforderlichen Flächen können auch nicht für Lebensmittel-Anbau kultiviert werden.
Prof. Willner (ergänzt): Da HVO derzeit ausschliesslich aus Abfallbiomasse hergestellt wird, gibt es eine solche Problematik hier nicht. Dieser Sachverhalt wird jedes Jahr überprüft und dokumentiert im Evaluationsbericht der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung.
Hat HVO ein Palmöl-Problem?
Prof Willner: Palmöl wird weder zur Biodiesel- noch zur HVO-Produktion verwendet in Europa. Er wird seit 2023 nicht mehr auf die Treibhausquote angerechnet. Für Deutschland wird das im Evaluationsbericht der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung dokumentiert.
Kann HVO100 in jedem Diesel-Fahrzeug eingesetzt werden?
Dr. Toedter: HVO ist ein sehr verträglicher Kraftstoff, der in 99% aller Dieselmotoren eingesetzt werden kann. Es gibt nur ganz wenige Fälle, wo es möglicherweise Probleme geben könnte. z.B. beiseltenen Hochleitungs-Dieselmotoren. Konkrete Beispiele sind uns nicht bekannt. Das Karlsruher KIT hat auch eine Langzeitstudie durchgeführt über 800.000km im Speditionsbetrieb mit sehr positiven Ergebnissen. Auch unsere Instituts-Flotte und unsere privaten PKW betreiben wir ausschließlich mit HVO100. Der Kraftstoff entspricht in sämtlichen Norm-Eigenschaften normalen Standard-Diesel oder übertrifft ihn sogar. Er ist lediglich 6% leichter. Durch die höhere Cetanzahl kommt es allerdings (wenn überhaupt) nur zu geringen Verbrauchsunterschieden. Positive Langzeit-Erfahrungen aus Skandinavien und Kalifornien liegen bereits vor. Dort wird der Kraftstoff seit über 10 Jahren verkauft. Aufgrund sehr hoher gesetzlicher Beimischungen wird er täglich Millionenfach, unabhängig von der Herstellerfreigabe getankt. Auch hinsichtlich der Schmiereigenschaften gibt es keinerlei Unterschiede. Denn HVO100 an Tankstellen entspricht der gesetzlichen Norm DIN EN 15940. Schmier-Additive sind Teil des regulären Produktionsprozesses. Damit erreicht HVO100 teils sogar bessere Schmiereigenschaften als fossiler Diesel.
Ist HVO bereits additiviert oder muss ein Schmieradditiv ergänzen?
eFuelsNow: Wir sind bereits viele hunderttausend Kilometer mit HVO100 gefahren. Wir haben bisher nie Schmier-Additive verwendet. In Europa zugelassener HVO entspricht immer der gesetzlichen DIN EN 15940 und kommt daher bereits in der Raffinerie immer ein Schmieradditiv hinzu. Die Schmiereigenschaften entsprechen oder übertrefffen herkömmtlichen B7. Zumischungen können die Produkteigenschaften von HVO schlimmstenfalls sogar verschlechtern.
Können E-Fuels in jedem Benziner eingesetzt werden?
Dr. Toedter: E-Fuels sind Kraftstoffe ohne Rohöl-Fixpunkt. Diese Kraftstoffe kann man optimal an die Motorbedürfnisse anpassen. Somit wird es auch mit E-Fuels keinerlei Probleme in der Fahrzeugflotte geben. Tests wurden bereits begonnen mit positiven Ergebnissen.
Können reFuel-Ottokraftstoffe (z.B. aus Bionaphta) in jedem Benziner eingesetzt werden?
Dr Toedter: Ottokraftstoffe mit restoffbasierten Beimischungen (z.B. Bionaphta) sind sehr verträgliche Kraftstoffe, ähnlich HVO beim Diesel. Das Angebot ist allerdings noch sehr begrenzt. Solche Kraftstoffe werden daher in der Regel Ethanol beigemischt, um einehöhere CO2-Reduktion zu erreichen. Meist handelt es sich um eine E10 Beimischung, die 95% aller heutigen Benziner-Fahrzeuge vertragen. Dennoch sollte man sicherstellen, dass eine Freigabe nach DIN EN 228 vorliegt. Das hat allerdings mit dem Ethanol zu tun und nicht mit Bionaphta-Anteil !
Wann wird es E-Fuels an Tankstellen geben?
Dr Toedter: Die Technik ist bereits erprobt und etabliert. Für den Hochlauf entscheidend sind einzig und allein wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen. Eine identische Berücksichtigung der Treibhausgasreduktion in allen Sektoren und Berücksichtigung der Importnotwendigkeiten würde den Hochlauf beschleunigen. Außerhalb der EU werden mehrere entsprechende Anlagen betrieben und weitere gebaut.
Wieso ist das deutsche HVO Netz nicht so gut ausgebaut wie in Italien?
eFuelsNow: Das hat mit den Regulationen in Italien zu tun, die schon früher wesentlich technologieoffener waren. Außerdem ist Deutschland (Stand Ende 2025) eines der letzten Länder, wo noch Super E5 gesetzlich vorgehalten wird. Dadurch werden Tanks versperrt. 95% aller zugelassenen Benzin-Fahrzeuge könnten aber problemlos mit E10 gefahren werden. Letztlich wächst das Tanknetz auch abhängig von der GHG-Quote im Kraftstoffbereich. Diese war in Deutschland in der Vergangenheit deutlich weniger ambitioniert als in andern Ländern. Darin zeigte sich eine deutliche Widerspüchlichkeit, da eine Reduktion des CO2-Ausstoßes sehr laut gefordert wurde.
Das Video zeigt die Entwicklung des HVO-Tanknetzes zwischen 2023 und Januar 2025. Aktuelle Zahlen finden Sie in der App und über der HVO-tankstellenkarte (Webseite).
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