Die Vorteile der Verwendung von Biokraftstoffen in Marine Dieselmotoren

Der Seeverkehr untermauert den Welthandel und befördert über 80 Prozent der weltweiten Güter nach Volumen. Auf den Sektor entfallen jedoch auch fast drei Prozent der globalen Treibhausgasemissionen (THG) sowie erhebliche Mengen an Schwefeloxiden, Stickoxiden und Feinstaub. Als Reaktion auf die Verschärfung der Vorschriften der Internationalen Seeschifffahrtsorganisation (IMO) und den wachsenden Druck von Charterern und Verbrauchern suchen Reeder und Betreiber nach Alternativen zu konventionellem Schweröl und Schiffsgasöl. Biokraftstoffe haben sich zu einer der unmittelbarsten Drop-in-Lösungen für bestehende Schiffsdieselmotoren entwickelt. Biokraftstoffe bieten aus erneuerbaren biologischen Quellen wie Pflanzenölen, tierischen Fetten, Altspeiseöl oder Algen einen Weg, um die Lebenszyklus-THG-Emissionen zu reduzieren, ohne dass umfangreiche Nachrüstungen erforderlich sind. Dieser Artikel untersucht die ökologischen, wirtschaftlichen und betrieblichen Vorteile der Verwendung von Biokraftstoffen in Schiffsdieselmotoren, untersucht die noch bestehenden Herausforderungen und skizziert realistische Wege für eine breitere Einführung.

Umweltvorteile

Reduzierung der Lebenszyklus-Treibhausgasemissionen

Der am häufigsten genannte Vorteil von Biokraftstoffen ist ihr Potenzial, die Netto-Kohlendioxid-Emissionen zu senken. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die Kohlenstoff freisetzen, der seit Millionen von Jahren gebunden ist, werden Biokraftstoffe aus Biomasse hergestellt, die während des Wachstums CO2 absorbiert. Wenn der Kraftstoff verbrannt wird, wird dieser Kohlenstoff wieder freigesetzt, wodurch ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf entsteht. Je nach Einsatzstoff und Produktionsmethode sind Lebenszyklus-THG-Reduktionen von 50 bis 90 Prozent im Vergleich zu konventionellem Schiffsgasöl (MGO) erreichbar. Beispielsweise kann aus Abfallrohstoffen hergestelltes wasserstoffbehandeltes Pflanzenöl (HVO) die Emissionen von Wachs um bis zu 85 Prozent reduzieren. Fettsäuremethylester (FAME) Biodiesel aus gebrauchtem Speiseöl liefert typischerweise eine Reduzierung von 60 bis 80 Prozent. Diese Zahlen werden durch Zertifizierungssysteme wie ISCC EU und RSB validiert, die im Rahmen des IMO Data Collection System (DCS) und der EU-Verordnung für Kraftstoffe EU Maritime anerkannt werden.

Drastische Reduktion in Schwefeloxiden und Partikeln

Herkömmliches Schweröl kann bis zu 3,5 Prozent Schwefel enthalten, und selbst schwefelarmes Schiffsgasöl hat in Emissionskontrollgebieten (ECAs) eine Höchstgrenze von 0,1 Prozent. Biokraftstoffe sind dagegen praktisch schwefelfrei. HVO und FAME enthalten typischerweise weniger als 10 ppm Schwefel, was bedeutet, dass sie keine Wäscher oder teure Destillatkraftstoffe benötigen, um die globale Schwefelgrenze von IMO von 0,5 Prozent zu erfüllen. Darüber hinaus führen das Fehlen von aromatischen Kohlenwasserstoffen und der hohe Sauerstoffgehalt von Biodiesel zu einer vollständigeren Verbrennung. Dies führt zu einer Verringerung der Partikelemissionen um 50 bis 80 Prozent im Vergleich zu MGO und zu einer geringeren Rauchtrübung. Die saubereren Abgase tragen direkt zu einer verbesserten Luftqualität in Häfen und Küstengemeinden bei, eine wachsende Besorgnis, da die lokalen Regierungen strengere Emissionsnormen für die Schifffahrt festlegen.

Niedrigere NOx- und CO2-Trade-Offs

Ein gemeinsames Anliegen bei Biodiesel ist, dass sein höherer Sauerstoffgehalt die Stickoxidbildung (NOx) unter bestimmten Motorbedingungen erhöhen kann. Motortuning, Einspritzzeitpunkt und die Verwendung von Mischungen unter 20 Prozent können diesen Effekt jedoch mildern. Viele moderne Schiffsmotoren, die mit Common-Rail-Einspritzsystemen ausgestattet sind, können mit Mischungen von B20 bis B30 ohne messbaren NOx-Anstieg betrieben werden. Darüber hinaus reduzieren einige HVO-Formulierungen NOx aufgrund besserer Verbrennungseigenschaften um 5-10 Prozent. Early Adopters berichten, dass die Optimierung des Motormanagementsystems es Biokraftstoffen ermöglicht, die IMO Tier III NOx-Konformität zu erreichen, wenn sie in Kombination mit Abgasrückführung (AGR) verwendet werden, ohne dass eine selektive katalytische Reduktion (SCR) in jedem Betriebsmodus erforderlich ist.

Bioabbaubarkeit und Spill-Abschwächung

Biokraftstoffe sind wesentlich biologisch abbaubarer als Dieselkraftstoff auf Erdölbasis. FAME-Biodiesel abbaut sich im Falle einer Verschüttung etwa viermal schneller als herkömmlicher Dieselkraftstoff und ist für Meeresorganismen weit weniger giftig. Diese Eigenschaft ist besonders für Schiffe in der Nähe empfindlicher Ökosysteme wie Fähren in Küstengewässern, Fischereiflotten und Meeresforschungsschiffe von Bedeutung. HVO ist zwar etwas weniger biologisch abbaubar als FAME, aber immer noch besser als Mineraldiesel. Betreiber, die sich mit Umwelthaftung und der Einhaltung von Anhang I des MARPOL-Übereinkommens befassen, können feststellen, dass die geringeren Reinigungsanforderungen und das geringere ökologische Schadensprofil von Biokraftstoffen einen unterschätzten Vorteil darstellen.

Wirtschaftliche und operative Vorteile

Drop-In-Kompatibilität und Minimal Retrofits

Einer der zwingendsten Gründe für die Einführung von Biokraftstoffen ist ihre Fähigkeit, bei bestehenden Schiffsdieselmotoren ohne größere Änderungen als Drop-in-Ersatz zu funktionieren. Sowohl FAME als auch HVO können bis zu bestimmten Grenzen in Mischungen mit konventionellem Schiffsdieselöl (MDO) oder MGO eingesetzt werden. Viele Motorenhersteller - darunter Wärtsilä, MAN Energy Solutions und Caterpillar - haben Erklärungen abgegeben, die die Kompatibilität mit bis zu 30 Prozent FAME (B30) in Standardmotoren bestätigen, während HVO bei noch höheren Mischungsverhältnissen zugelassen ist. Bei neueren Motoren, die für höhere Viskosität und geringere Schmierfähigkeit einiger Biokraftstoffe ausgelegt sind, ist der Betrieb von B100 oder HVO100 mit nur geringen Anpassungen an Dichtungen und Filtern möglich. Dieser Drop-in-Effekt reduziert die erforderlichen Investitionen drastisch gegenüber der Umstellung auf LNG, Methanol oder Ammoniak, die völlig neue Motoren oder umfangreiche Nachrüstpakete erfordern.

Verbesserte Schmierfähigkeit und Motorverschleißreduzierung

Biodiesel hat von Natur aus eine bessere Schmierfähigkeit als schwefelarmer Diesel, der bei der Hydrodesulfurierung von natürlichen Schmierstoffen befreit wurde. Die Fettsäureketten in Biodiesel bilden eine dünne Grenzschicht, die Kraftstoffeinspritzkomponenten - Pumpen, Injektoren und Düsen - vor Verschleiß schützt. In einem Labortest des US National Renewable Energy Laboratory (NREL) zeigten B20-Mischungen einen um bis zu 40 Prozent geringeren Verschleiß an Pumpenkomponenten als schwefelarmer Diesel. Bei älteren Schiffsmotoren, die auf Kraftstoff zur Schmierung der Einspritzpumpe angewiesen sind, kann dies Überholintervalle verlängern und die Wartungskosten senken. Flottenbetreiber, die Mischungen über B10 ausführen, berichten routinemäßig von einer längeren Lebensdauer des Injektors und weniger verstopften Düsenausfällen, was zu spürbaren Einsparungen bei Teilen und Arbeitskräften führt.

Energiesicherheit und Preisstabilität

Biokraftstoffe können lokal aus einer Vielzahl von Rohstoffen hergestellt werden – Raps in Europa, Soja in Amerika, Palmöl in Südostasien (obwohl umstritten aufgrund der Entwaldung) und Abfallrohstoffe weltweit. Für Länder, die auf den Import von Rohöl angewiesen sind, erhöht die Entwicklung einer heimischen Biokraftstoff-Lieferkette die Energiesicherheit und reduziert die Belastung durch volatile Rohölpreise. Während der Spotpreis von Biodiesel historisch gesehen höher war als der von Marinegasöl – oft um 30 bis 80 Prozent –, bieten staatliche Anreize wie die EU-Richtlinie für erneuerbare Energien (RED III) und der US Renewable Fuel Standard (RFS) Compliance-Gutschriften, die die Prämie ausgleichen können. Darüber hinaus hat sich die Preislücke mit steigenden Produktionsmaßstäben und Ölpreisen verringert. In den Jahren 2022 bis 2023, als Rohöl über 100 US-Dollar pro Barrel stieg, war B100 aus gebrauchtem Speiseöl in der ARA-Region (Amsterdam-Rotterdam-Antwerpen) zeitweise preiswettbewerbsfähig mit konventionellem MGO auf energiebereinigter Basis.

Verfügbarkeit von Incentives und Compliance Credits

Der CO2-Intensitätsindikator (CII) der IMO und die bevorstehende Verordnung zur Förderung von Kraftstoffen im Seeverkehr (ab 2025) weisen Kraftstoffen THG-Intensitätswerte zu. Biokraftstoffe, die strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen – typischerweise eine Verringerung der Well-to-Wake-Emissionen um 50 bis 65 Prozent gegenüber einer fossilen Referenz – erhalten eine Einstufung als „niedrige CO2-Intensität. Schiffe, die solche Biokraftstoffe verwenden, können ihre CII-Bewertung verbessern und Strafen vermeiden. In der EU können Betreiber, die Biokraftstoffe in ihre Meeresdestillate einbringen, Compliance-Gutschriften für das FuelEU Maritime THG-Intensitätsziel beantragen, wodurch der CO2-Abbauwert effektiv auf ihre Compliance-Verpflichtungen übertragen wird. Mehrere europäische Häfen, darunter Rotterdam, Hamburg und Antwerpen, bieten Rabatte auf Hafengebühren für Schiffe, die alternative Kraftstoffe verwenden, wobei Biokraftstoffe ausdrücklich einbezogen werden. Darüber hinaus wird im Rahmen der geplanten mittelfristigen Maßnahmen der IMO (2025-2030) erwartet, dass ein kraftstoffbasierter Preismechanismus oder eine Abgabe weitere wirtschaftliche Anreize für kohlenstoffarme Kraftstoffe schaffen wird.

Operationelle Fallstudien

Maersks Biokraftstoffversuch: Maersk hat 2021 erfolgreich ein Containerschiff mit einer Mischung aus 20 Prozent abfallbasiertem FAME und 80 Prozent MGO über 12 Monate betrieben. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die Mischung in den Hauptmotoren und Hilfsmotoren einwandfrei funktionierte, ohne dass es zu kraftstoffbedingten Ausfallzeiten oder Wartungsproblemen kam. Maersk erweiterte daraufhin den Einsatz nachhaltiger Biokraftstoffe auf eine Flotte von mehr als 60 Schiffen.

Das Stena Line Beispiel: Der schwedische Fährbetreiber setzt seit 2019 HVO in mehreren seiner Ro‐Pax-Schiffe ein. Die Umstellung reduzierte die jährlichen CO2-Emissionen um rund 10.000 Tonnen pro Schiff. Stena Line meldete, dass der Kraftstoffverbrauch nahezu unverändert blieb und dass HVO keine Modifikationen an den Viertakt-Hilfsmotoren der Fähre benötigte. Das HVO wurde aus zertifizierten Abfallrohstoffen bezogen und über die bestehende Bunkerinfrastruktur geliefert.

Die Offshore-Vermessungsgesellschaft Ocean Infinity betreibt eine Flotte von autonomen und bemannten Schiffen, darunter die 78 Meter lange “Normand Frontier”, die seit 2020 mit gebrauchtem Speiseöl auf B100 betrieben wird. Das Schiff hat seit 2020 mehr als 15.000 Motorstunden auf B100 absolviert, ohne dass ein Kraftstoffausfall auftritt. Das Unternehmen stellte fest, dass die höhere Cetanzahl von Biodiesel die Kaltstartleistung verbesserte und dass die Intervalle für den Motorölwechsel um bis zu 20 Prozent verlängert werden konnten, nachdem die Analyse des gebrauchten Öls eine geringere Oxidation als erwartet zeigte.

Arten von Biokraftstoffen für Schiffsmotoren

FAME (Fettsäuremethylester)

FAME-Biodiesel wird durch Umesterung hergestellt, indem pflanzliche Öle oder tierische Fette mit Methanol umgesetzt werden. Er hat eine hohe Cetanzahl (50-65), eine ausgezeichnete Schmierfähigkeit und eine geringe Toxizität. Sein hoher Sauerstoffgehalt und seine Oxidationsneigung im Laufe der Zeit schränken die Lagerdauer ein (normalerweise 6-12 Monate). FAME wirkt auch als Lösungsmittel, indem es Ablagerungen in Kraftstofftanks auflockert, die während des anfänglichen Übergangs Filter verstopfen können. Für den Einsatz im Meer werden in der EN 14214 (Europäische Norm) strenge Grenzwerte für Wassergehalt, Glycerin und Lagerstabilität festgelegt. Motorenhersteller empfehlen im Allgemeinen Mischungsmengen bis zu B30 (30% FAME) für den Dauereinsatz, wobei B100 auf speziell dafür entwickelte Motoren beschränkt ist - oft mit modifizierten Elastomeren und korrosionsbeständigen Einspritzpumpen.

HVO (Hydrotreated Vegetable Oil)

HVO wird durch Wasserstoffbehandlung von tierischen oder pflanzlichen Fetten hergestellt, wodurch ein paraffinischer Kohlenwasserstoff erhalten wird, der chemisch identisch mit hochraffiniertem Diesel ist. Im Gegensatz zu FAME ist HVO ein reiner Kohlenwasserstoff, so dass er keinen Sauerstoffgehalt hat und kein Wasser anzieht oder das mikrobielle Wachstum unterstützt. Er hat eine extrem hohe Cetanzahl (70-85), sehr niedrige Schwefel- und Aromatenwerte und unbegrenzte Lagerstabilität. HVO ist in jedem Verhältnis vollständig mit herkömmlichem Dieselkraftstoff mischbar, was ihn zu einem idealen Drop-in-Kraftstoff für jeden Schiffsdieselmotor (einschließlich Common-Rail-Hochdrucksysteme) macht, ohne dass Änderungen erforderlich sind. Die Hauptnachteile sind Kosten - HVO ist typischerweise 20-50% teurer als MGO - und begrenzte globale Produktionskapazität, die sich zum größten Teil auf Europa und Nordamerika konzentriert.

Fortschrittliche Biokraftstoffe aus Algen, Lignozellulose-Biomasse und Abfall

Biokraftstoffe der zweiten Generation, die aus Nicht-Lebensmittel-Rohstoffen gewonnen werden, gewinnen für den Einsatz im Meer an Aufmerksamkeit. Kraftstoffe auf Algenbasis können extrem hohe Ölausbeuten pro Hektar erzielen und können auf nicht-Ackerland angebaut werden. Biodiesel aus Algen hat ähnliche Eigenschaften wie FAME, aber eine höhere oxidative Stabilität. Lignozellulose-Rohstoffe (wie Holzrückstände, Maisstover oder Energiepflanzen wie Miscanthus) können durch Vergasung und Fischer-Tropsch-Synthese in synthetischen Diesel umgewandelt werden. Das EU-Projekt „BioMare hat gezeigt, dass es möglich ist, Schiffsdiesel aus Waldrückständen herzustellen. Diese fortschrittlichen Kraftstoffe vermeiden zwar noch im Pilot-/Handelsmaßstab, können aber eine THG-Debatte von über 90 Prozent erreichen. Einige Branchenprognosen gehen davon aus, dass fortschrittliche Biokraftstoffe bis 2050 ein Viertel des Bedarfs an Schiffskraftstoffen ausmachen werden.

Nachhaltigkeitszertifizierung und Landnutzungsbedenken

Um für regulatorische Anreize in Frage zu kommen, müssen Biokraftstoffe strenge Nachhaltigkeitskriterien erfüllen. Die EU-Richtlinie über erneuerbare Energien (RED II und III) sieht vor, dass Rohstoffe keine Entwaldung, Verlagerung der Lebensmittelproduktion oder Verlust der biologischen Vielfalt verursachen. Abfallbasierte Rohstoffe (gebrauchtes Speiseöl, tierische Fette, Tallöl) werden doppelt auf die nationalen Ziele für erneuerbare Energien angerechnet. Das Risiko indirekter Landnutzungsänderungen (ILUC) ist ein wichtiges Anliegen für Biokraftstoffe auf pflanzlicher Basis. So wurde beispielsweise Palmöl-Biodiesel mit der Entwaldung in Südostasien in Verbindung gebracht und ist von vielen Anreizprogrammen effektiv ausgeschlossen. Leistungsfähige Biokraftstoffe für den Einsatz im Meer sollten nach ISCC EU, RSB oder ähnlichen freiwilligen Programmen zertifiziert werden, um sicherzustellen, dass sie aus nachhaltigen Quellen hergestellt werden. Schiffsbetreiber sollten von ihren Lieferanten Nachweise über die Zertifizierung der Kette von Depots und Kohlenstoffintensitätsangaben verlangen, um die Einhaltung zu gewährleisten und Reputationsrisiken zu vermeiden.

Herausforderungen und technische Überlegungen

Oxidationsstabilität und Lagerbeständigkeit

FAME-Biodiesel oxidiert im Laufe der Zeit, bildet Säuren und polymerisierte Ablagerungen, die Filter verstopfen, Injektorablagerungen erhöhen und die Kraftstoffqualität verschlechtern können. Die Lagerung in einer Meeresumgebung - mit warmen Umgebungstemperaturen, Feuchtigkeit und Stahltanks - beschleunigt diesen Prozess. Betreiber haben mehrere Minderungsmaßnahmen: Verwendung von Antioxidantien (wie BHT), Mischung mit Stabilisatoren, Ullagegasabdeckung (Stickstoff) und Tankreinigung vor der Einführung von Biokraftstoff. Regelmäßige Kraftstoffqualitätsprüfungen (gemäß ASTM D6751 oder EN 14214) sind unerlässlich. HVO hingegen abbaut sich nicht und kann jahrelang gelagert werden, ohne zu verschlechtern, was es zur bevorzugten Wahl für Schiffe macht, die Kraftstoff über lange Zeiträume transportieren.

Mikrobielles Wachstum und Wasserverschmutzung

Biodiesel ist hygroskopischer als herkömmlicher Dieselkraftstoff und absorbiert Wasser aus der Atmosphäre oder Kondensation. Wasser und freie Fettsäuren bilden einen Nährboden für Mikroorganismen - Bakterien und Pilze -, die Schlamm und Korrosion erzeugen. Filtration, Wassertrennung und die Verwendung von Bioziden (wie Isothiazolinon) sind gängige Praxis. Betreiber, die FAME verwenden, sollten größere Wasserabscheiderelemente installieren und die Kraftstofftankböden häufiger auf Wasseransammlung überwachen. Auch hier beseitigt die Hydrophobie von HVO dieses Problem und verschafft ihm einen großen operativen Vorteil für Seeschiffe.

Werkstoffverträglichkeit

Frühe Übergangsversuche ergaben, dass Biodiesel bestimmte ältere Elastomere abbaut: Naturkautschuk, Buna-N, Polyurethan und Neopren. Kraftstoffschläuche, Dichtungen und Dichtungen können anschwellen, erweichen oder reißen, wenn sie hohen FAME-Konzentrationen ausgesetzt sind. Die Hersteller liefern jetzt Kraftstoffsysteme mit FKM- (Viton®) oder PTFE-verkleideten Komponenten, die gegenüber Biodiesel resistent sind. Für eine Flotte, die auf Biodiesel umstellt, wird eine Vorprüfung aller kraftstoffbenetzten Materialien empfohlen und es sollten kostengünstige Ersatzmaßnahmen geplant werden. HVO stellt keine Materialverträglichkeitsprobleme dar, da es mit fossilem Diesel identisch ist.

Kaltwetterleistung

FAME-Biodiesel hat typischerweise einen höheren Pour- und Trübungspunkt als herkömmlicher Diesel. Reiner FAME (B100) kann bei etwa 0°C (32°F) gelieren, so dass er in kalten Klimazonen ohne Heizung unbrauchbar ist. Winterisierung - Mischen mit Diesel, unter Verwendung von Pour-Point-Dämpfern oder Auswahl von Rohstoffen mit geringerer Sättigung (z. B. camelina vs. palm) - kann den Cold-Filter-Plugging-Point (CFPP) auf -15°C oder niedriger senken. HVO hat einen sehr niedrigen Pour-Point (-32°C), vergleichbar mit Premium-Winterdiesel, so dass er in polaren Regionen gut funktioniert. Schiffe, die auf arktischen oder nordeuropäischen Routen arbeiten, sollten HVO oder eine Wintermischung mit ausreichenden CFPP-Rändern angeben.

Supply Chain und Bunkerinfrastruktur

Während das Biokraftstoffbunkern rasant gewachsen ist – Rotterdam liefert jetzt über 500.000 Tonnen pro Jahr gemischte Biomarine-Kraftstoffe – bleibt die Verfügbarkeit außerhalb großer Hubs begrenzt. Häfen wie Singapur, Fujairah und Houston verfügen über keine speziellen Lager- und Mischanlagen für Biokraftstoffe. FAME kann aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften (höhere Dichte, Hygroskopizität) nicht mit Schweröl vermischt werden; spezielle Tanks und Leitungen sind erforderlich. HVO ist als Kohlenwasserstoff-ähnliches Produkt in der bestehenden Dieselinfrastruktur nutzbar. Die Skalierung der Lieferkette erfordert Investitionen in dedizierte Lagerung, Mischterminals und Bunkerbargen. Die Zusammenarbeit zwischen Kraftstoffherstellern, Häfen und Schifffahrtslinien nimmt zu und mehrere gemeinsame Industrieprojekte (wie "GoodShipping") pilotieren Lieferkettenlösungen.

Regulatorische Landschaft

Erste THG-Strategie und mittelfristige Maßnahmen der IMO

Die IMO-Initialstrategie (2018) zielte darauf ab, die Treibhausgasemissionen aus der Schifffahrt bis 2050 gegenüber 2008 um mindestens 50 Prozent zu reduzieren. Im Juli 2023 verabschiedete die IMO eine überarbeitete Strategie, die auf Netto-Null-THG-Emissionen bis 2050 abzielt, mit indikativen Checkpoints von 20-30 Prozent bis 2030 und 60-80 Prozent bis 2040. Biokraftstoffe werden neben Energieeffizienz, Geschwindigkeitsoptimierung und zukünftigen Kraftstoffen ausdrücklich als wichtiger Hebel in der IMO-Toolbox anerkannt. Die mittelfristigen Maßnahmen (erwartet 2025-2027) werden einen Schiffskraftstoffstandard (GHG-Intensitätsgrenze) und einen Preismechanismus beinhalten - entweder eine Abgabe auf fossile Brennstoffe oder eine Belohnung für kohlenstoffarme Kraftstoffe. Biokraftstoffe, die Nachhaltigkeitskriterien erfüllen, werden wahrscheinlich für ein Null- oder ein reduziertes THG-Rating in Frage kommen, was ihnen einen Preisvorteil gegenüber herkömmlichen Kraftstoffen verschafft.

EU FuelEU Maritime und ETS

Europa ist führend bei der Regulierung. FuelEU Maritime (ab 2025) setzt ein sinkendes THG-Intensitätsziel für den Energieverbrauch von Schiffen, die EU-Häfen anlaufen, beginnend mit einer Reduzierung um 2 Prozent im Jahr 2025 und bis 2050 auf 80 Prozent. Kraftstoffe werden nach ihren Lebenszyklusemissionen bewertet; Standard-Schiffsgasöl erzielt ~ 91 gCO2eq / MJ, während die meisten abfallbasierten Biokraftstoffe um 20-40 gCO2eq / MJ weit unter dem Ziel liegen. Schiffe, die Biokraftstoffe verwenden, werden einen Compliance-Überschuss erzielen, der überwiesen oder gehandelt werden kann. Darüber hinaus ist die Schifffahrt jetzt im EU-Emissionshandelssystem (EU ETS) enthalten, was die Betreiber verpflichtet, Zertifikate für einen Teil ihrer Emissionen abzugeben (40% im Jahr 2024, dann 70% im Jahr 2025, 100% im Jahr 2026). Die Verwendung eines Biokraftstoffs, der nach den ETS-Regeln als CO2-frei eingestuft wird (weil der biogene Kohlenstoff an der Quelle erfasst wird) reduziert direkt die Anzahl der benötigten Zertifikate und bietet eine erhebliche Kosteneinsparung.

Kalifornien und andere regionale Programme

In den USA regelt das California Air Resources Board (CARB) Seeschiffe innerhalb von 24 Seemeilen vor der Küste. Die Ocean-Going Vessel Fuel Rule von CARB verlangt die Verwendung von Destillatkraftstoffen (0,1% Schwefel), beschränkt jedoch nicht die CO2-Intensität. Der Low Carbon Fuel Standard (LCFS) bietet jedoch Gutschriften für Anbieter von kohlenstoffarmen Schiffskraftstoffen, einschließlich Biokraftstoffen. Ähnliche Programme gibt es in Oregon (Clean Fuels Program) und British Columbia (Low Carbon Fuel Requirements). Japan, Südkorea und Singapur entwickeln nationale Roadmaps für alternative Schiffskraftstoffe, wobei Biokraftstoffe explizit enthalten sind.

Zukünftige Perspektiven und Empfehlungen

Skalierung der Produktion und Kostenreduzierung

Die weltweite Produktion von HVO wird sich voraussichtlich von 9 Millionen Tonnen im Jahr 2023 auf über 18 Millionen Tonnen im Jahr 2028 verdoppeln, angetrieben durch neue Werke in den USA, Europa und Südostasien. Die FAME-Produktion ist ausgereifter, aber zunehmend auf Abfallrohstoffe ausgerichtet. Fortgeschrittene Biokraftstoffe aus Algen und lignozellulosehaltiger Biomasse bleiben vorkommerziell, könnten aber bis 2040 mit nachhaltigen Investitionen in Forschung und Entwicklung Kostenparität mit fossilem Diesel erreichen. Größenvorteile, Prozessoptimierung (z. B. die Verwendung von erneuerbarem Wasserstoff für die HVO-Produktion) und die Kohlenstoffpreisgestaltung werden alle dazu beitragen, die Preislücke zu verringern.

Technische Empfehlungen für Betreiber

  • Beginn mit niedrigen Mischungen: B10 bis B20 für FAME; beliebige Mischungsverhältnisse für HVO. Kraftstofffilter während der ersten 500 Betriebsstunden genau überwachen.
  • Führen Sie ein Materialkompatibilitätsaudit durch: Inspizieren Sie alle Kraftstoffschläuche, Dichtungen und Tankbeschichtungen; Upgrade auf Viton oder PTFE, wo erforderlich.
  • Durchführung strenger Kraftstoffqualitätsprüfungen: Für FAME: Prüfung auf Säurezahl, Viskosität, Wassergehalt und Estergehalt bei jedem Bunker.
  • Die Lagerungs- und Handhabungsverfahren anpassen: Die Kraftstofftanks so voll wie möglich halten, um die Kondensation zu minimieren. Biozide in FAME-basierten Systemen verwenden. Stickstoffabdeckung für die Langzeitlagerung in Betracht ziehen.
  • Partner mit zertifizierten nachhaltigen Lieferanten: Kaufen Sie nur Biokraftstoffe mit ISCC- oder RSB-Zertifizierung, um die Einhaltung der Vorschriften zu gewährleisten und Greenwashing-Ansprüche zu vermeiden.
  • Erkunden Sie die Nachfrage der Charterer: Die großen Verlader – Amazon, IKEA, Unilever – verpflichten sich zu einer kohlenstofffreien Schifffahrt. Die Verwendung von Biokraftstoffen kann Premium-Frachtverträge sichern und eine führende Rolle im Umweltschutz übernehmen.

Schlussfolgerung

Biokraftstoffe sind keine Wunderwaffe – Skalierbarkeit, Kosten und Lieferkettenbeschränkungen bleiben erhebliche Hindernisse. Sie sind jedoch die technisch ausgereifteste, betriebsfähigste und sofort verfügbarste Option für die überwiegende Mehrheit der weltweit 60.000 kommerziellen Schiffe, die mit Dieselmotoren betrieben werden. Im Gegensatz zu LNG oder Ammoniak erfordern Biokraftstoffe wenig bis gar keine Kapitalinvestitionen und bieten Drop-in-Kompatibilität. Regulatorische Rückenwinde – IMO-Ziele, FuelEU Maritime, EU ETS und nationale Politik – schaffen einen wachsenden wirtschaftlichen Anreiz für ihre Einführung. Reedereien, die jetzt mit der Erprobung und Skalierung des Biokraftstoffverbrauchs beginnen, werden besser positioniert sein, um die Emissionsgrenzwerte zu senken, ihre CII-Ratings zu verbessern und einen Ruf als CO2-arme Marktführer aufzubauen. Der Weg nach vorne beinhaltet fortgesetzte Investitionen in nachhaltige Rohstoffversorgung, verbesserte Logistik und branchenübergreifende Zusammenarbeit.

Für weitere Informationen: IMO THG Strategie | CIMAC Biofuel Guidelines | DNV Biofuel Guide]ISCC Certification | US DOE Marine Biofuels