- Bunkeröl
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Schweröl Andere Namen Bunkeröl, HFO, RFO, IFO, Bunker C, Bunker B
Handelsnamen Marine (Residual) Fuel Oil (MFO)
Kurzbeschreibung Dieselkraftstoff für Schiffsmotoren Herkunft fossil
Eigenschaften Aggregatzustand pastös (20 °C) Kinematische Viskosität Dichte Flammpunkt min. 60 °C [1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. Schweröl (engl. Heavy Fuel Oil (HFO)) als Kraftstoff für Schiffsdieselmotoren und Brennstoff für Dampflokomotiven mit Ölhauptfeuerung ist ein Rückstandsöl aus der Destillation und/oder Crackanlagen der Erdölverarbeitung. Internationale Handelsbezeichnung eines solchen Öles ist: Marine (Residual) Fuel Oil (MFO, deutsch: Marine Rückstandsöl)[1], manchmal auch die US-Bezeichnung Bunker C.
Zur ausführlichen Erläuterung der englischen Systematik, siehe [2]; zur von der ISO-Norm abweichenden Definition am Rotterdamer Markt, siehe[3].
Inhaltsverzeichnis
Herstellung
Wie der Name bereits verrät, werden Rückstandsöle aus Rückständen der Erdölverarbeitung hergestellt. Hierbei heißt Rückstand, dass diese Komponente als nicht mehr verdampfbarer Teil eines erdölverarbeitenden (meist destillativen) Prozesses entstanden ist, wie: atmosphärischer Rückstand (long residue, Sumpf der atmosphärischen Kolonne), Vakuumrückstand (short residue, Sumpf der Vakuumkolonne), Visbroken residue (Sumpf aus der atm. Visbreaker-Kolonne) oder flashed Visbroken residue (Vakuumrückstand aus der Vakuumkolonne eines Visbreakers). Heutzutage kommen aus ökonomischen Gründen vorwiegend gecrackte Vakuumrückstände zum Einsatz. In all diesen Komponenten befinden sich die „schwersten“ Bestandteile des Erdöls, die sogenannten Asphaltene, hochkondensierte aromatische Verbindungen, die zum Teil mit Metallen komplexiert sind. Diese Verbindungen sind für die schwarze Farbe dieser Schweröle verantwortlich.
Solche Rückstände haben hohe Viskositäten (300 bis 30.000 mm²/s bei 100 °C), sie werden mit sogenannten Verdünnern (Diluents, auch cutter stocks genannt) auf die Spezifikationsviskosität (zu spezifikationsgerechtem MFO) zurückgemischt. Solch eine Mischung nennt man Blend (aus Einzelkomponenten auf Spezifikation gemischt). Allerdings besteht MFO meist nur aus 2 bis 3 Komponenten (siehe als Vergleich: Benzin, mit gegebenenfalls 10 und mehr Komponenten). Als Verdünner kann alles mögliche - von Kerosin (0,1 mm²/s bei 100 °C) bis zu „Visbreaker-Vakuumdestillat“ (Flashed Cracked Distillate, 6 mm²/s bei 100 °C) - zur Anwendung kommen. Beliebt ist sogenanntes Light Cycle Oil (LCO), Heavy Cycle Oil (HCO) oder Slurry aus der FCC-Anlage. Natürlich sind andere Spezifikationen – speziell der Flammpunkt – mitzuberücksichtigen. Deshalb fällt Kerosin in vielen Fällen als Diluent aus, obwohl es wirtschaftlich die beste Alternative darstellt (der beste „Viskositätseffekt“, deshalb geringer Bedarf an diesem Diluent und – trotz relativ hohen Preises – die beste Ökonomie). Der Schwefelgehalt wird im vornherein durch die Auswahl des Erdöls gesteuert und nur durch Zudosierung hochschwefliger Rückstandskomponente eingestellt.
Bei Verwendung von Heavy Cycle Oil oder Slurry kann das Fuel mit sogenannten „catalyst fines“ (fein zerriebener Zeolith-Katalysator des FCC) kontaminiert sein. Fines können während der Aufbereitungsphase an Bord unter Umständen nicht vollständig beseitigt werden (veraltetes Separatorsystem oder Ähnliches). Sie sind für die abrasiven Effekte im Treibstofftransportsystem und Motor verantwortlich.
Eigenschaften
Die Hauptbestandteile des MFO sind vorwiegend Alkane, Alkene, Cycloalkane und hochkondensierte aromatische Kohlenwasserstoffe (Asphaltene) mit etwa 20 bis 70 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 300 °C und ≈700 °C (das Siedeende ist eine berechnete Größe). Daneben treten noch aliphatische, sowie heterocyclische Stickstoff- und Schwefelverbindungen auf (Stickstoffgehalt: 0,5%wt und mehr / Schwefelgehalt: bis ≈6%wt). In Rückstandsölen sind alle metallischen Verunreinigungen des Erdöls wie Nickel, Vanadium, Natrium, Calcium und andere aufkonzentriert. Alle weiteren Eigenschaften werden durch die Spezifikationen vorgegeben.
Spezifikationen
Marine (Residual) Fuel Oils Parameter Unit Limit RMA 30 RMB 30 RMD 80 RME 180 RMF 180 RMG 380 RMH 380 RMK 380 RMH 700 RMK 700 (Int. Bezeichner) IFO 180 IFO 180 IFO 380 IFO 380 Dichte (15°C) kg/L Max 0,960 0,975 0,980 0,991 0,991 0,991 0,991 1,010 0,991 1,010 Viskosität bei 50°C mm²/s Max 30,0 30,0 80,0 180,0 180,0 380,0 380,0 380,0 700,0 700,0 Wasser % V/V Max 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 Schwefel % (m/m) Max 3,5 3,5 4,0 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 4,5 MCR % (m/m) Max 10 10 14 15 20 18 22 22 22 22 Aluminium + Silizium mg/kg Max 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80 Flammpunkt °C Min 60 60 60 60 60 60 60 60 60 60 Pourpoint, Sommer °C Max 6 24 30 30 30 30 30 30 30 30 Pourpoint, Winter °C Max 0 24 30 30 30 30 30 30 30 30 Total Sediment Potential (TSP) %wt Max 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 Schweröl ist in verschiedenen Qualitäten zu bekommen. So regelt MARPOL 73/78 Annex VI den Ausstoß von Schwefel-Verbrennungsprodukten in bestimmten Seegebieten, weshalb sogar - von der Norm abweichende - schwefelreduzierte Qualitäten angeboten werden. Entsprechend der Norm für Marine-Kraftstoffe in der aktuellen Fassung von 2005[1] wird zwischen „Marine Distillate Fuel Oil“ (DMX, DMA/MGO=Marine Gasoil/, DMB/MDO=Marine Diesel Oil/, DMC[4]) und „Marine Residual Fuel Oil“ (siehe Tabelle) unterschieden, wobei es sich bei den „Residual Fuels“ um Schweröle im engeren Sinne handelt (s.o.). Eine Sonderstellung stellt die Sorte DMC dar: Hier erlauben die Spezifikationen das Zumischen von Rückstandsöl.
Bei Nichteinhaltung der bestellten Spezifikation wird die Lieferung vom Schiffseigner beanstandet und unter Umständen das vollständige Auspumpen auf Kosten des Lieferanten durchgeführt.Die wichtigsten Spezifikationen limitieren die Dichte, Viskosität, den Wassergehalt und den Flammpunkt. Daneben spielt noch der sogenannte micro carbon residue-Test (MCR, beschreibt die Neigung des MFO, Koksablagerungen zu bilden) sowie das Total Sediment Potential (TSP) eine Rolle.
Die Dichte darf die Spezifikationsgrenze nicht überschreiten, da sonst die Wasserseparation (s.u.) nicht mehr funktioniert. Früher lag das Limit bei 0,991 kg/L, neue Separatortechniken erlauben jetzt auch 1,010 kg/L (Sorten RMK).
Die Viskosität wird durch die technischen Möglichkeiten des Systems bestimmt (Lagertemperatur, maximale Pumpviskosität, Vorwärmtemperatur e.g. Einspritzdüsenviskosität). Die Zahl hinter dem 3-Buchstabenkürzel beschreibt die Viskosität bei 50 °C (z.B. RMH-380 weist eine Viskosität von 380 mm²/s bei 50 °C auf).
Ein hoher Wassergehalt ist nicht nur ökonomisch unerwünscht, er belastet auch die Separatoren.
Der Flammpunkt ist eine wichtige sicherheitstechnische Größe (s.u.).
Ein zu hoher MCR führt zu Ablagerungen von Koks an den Einspritzdüsen und im Brennraum.
Das TSP beschreibt das Potential des MFO, Sedimente (=Ablagerungen ausgeflockter Asphaltene) zu bilden (siehe Schweröl#Aufbereitung). Ein Ausflocken führt zur Belastung der Separatoren, im Extremfall zur Blockade des gesamten Fuelsystems.Qualitätskontrolle
Entsprechend den MARPOL-Regularien (MARPOL 73/78 ANNEX VI) muss zumindest eine Probe (MARPOL-Probe) von jeder Brennstofflieferung am Bunkermanifold des zu bebunkernden Schiffes gezogen werden. Zulässige Verfahren der Probennahme sind gemäß MARPOL:
- von Hand mittels Ventil einstellbare Probenehmer mit kontinuierlichem Tropfen,
- zeitproportionale Automatikprobenehmer,
- strömungsproportionale Automatikprobenehmer.
Diese Probenehmer müssen so arbeiten, dass eine über den gesamten Bunkervorgang repräsentative Probe entsteht. In der Regel wird mittels Probenehmer eine größere Probe in ein Spezialgefäß gezogen und diese nachdem der Bunkervorgang abgeschlossen ist, in vier spezielle Probeflaschen umgefüllt, etikettiert und von beiden Parteien versiegelt. Eine der Proben wird an ein Prüflabor geschickt. Idealerweise sollte mit dem Verbrauch des neuen Brennstoffes erst begonnen werden, wenn das Labor bestätigt, dass der Brennstoff den Angaben auf dem Lieferschein (Bunker Delivery Note) und damit der Norm entspricht. Eine Probeflasche erhält der Lieferant des Brennstoffes. Die MARPOL-Probe und die 4. Probe, kommerzielle Probe genannt, verbleiben an Bord. Die MARPOL-Probe muss so lange an Bord behalten werden, bis der Brennstoff überwiegend verbraucht ist, mindestens jedoch 12 Monate. Sie dient der Kontrolle durch die Behörden der Hafenstaaten, z. B., um den Schwefelgehalt zu prüfen. Die Etiketten der Probenflaschen müssen immer vom leitenden Ingenieur an Bord und vom Lieferanten unterschrieben sein. Meist übergibt der Lieferant des Brennstoffes eine in der Bunkereinrichtung (Bunkerbarge oder Landeinrichtung) gezogene Probe. Auch diese wird an Bord aufbewahrt.
Aufbereitung
Schweröl verfügt bei Zimmertemperatur (20 °C) über eine pastöse Konsistenz (Viskosität von etwa 1.500 bis 10.000 mm²/s, je nach Sorte) mit einem spezifischen Gewicht bis 1,010 kg/dm³. Um Schweröl überhaupt pumpfähig zu halten, muss es auf 40 bis etwa 50 °C Lager-/Verpumpungstemperatur angewärmt werden. Zur Einspritzung in den Motorverbrennungsraum wird MFO auf 130 bis 140 °C aufgeheizt (entspricht 8 bis 15 mm²/s). Für den Hilfskesselbetrieb und den Kesselbetrieb auf Dampfschiffen oder Dampflokomotiven gelten ähnliche Werte.
Schweröl enthält bis zu 2,5%[5] unbrennbare Bestandteile. Normalerweise wird zuerst das Wasser und dann die festen Bestandteile (fines, Sedimente aus Asphaltenen) vor der Verbrennung entfernt (Absetzbehälter, Separatoren, Filter) und als Abfall, sogenannter Schlamm (engl. Sludge), in Tanks gesammelt. Zu hohe Sludge-Mengen belasten die Reinigungsanlagen. Extreme Fälle führen dazu, dass weniger Kraftstoff gereinigt werden kann, als verbraucht wird, was wiederum die Sicherheit des Schiffes auf See beeinträchtigen kann.
Die Sludge-Tanks können gebührenpflichtig in Häfen entsorgt werden. Teilweise stellt der noch vorhandene Ölgehalt eine Energiequelle dar. Um die Gebühren zu sparen oder aus Unwissenheit, wurde der Inhalt auch auf See verklappt. Die Meere und ihre Küsten wurden dadurch in zunehmenden Maße verschmutzt. Bereits im Jahre 1973 wurde von der International Maritime Organization (IMO) reagiert und die International Convention for the Prevention of Marine Pollution from Ships (MARPOL) in Kraft gesetzt. Die Konvention wurde im Jahre 1978 grundlegend erweitert, weshalb sie im allgemeinen als MARPOL 73/78 bezeichnet wird. Die MARPOL 73/78 hat sechs Anhänge ANNEX I bis ANNEX VI, die den Umgang mit Schadstoffen auf Schiffen reglementieren.
MARPOL 73/78 Annex I reglementiert den Umgang mit ölartigen Stoffen an Bord von Schiffen, insbesondere auch die Führung eines Öltagebuchs, womit der Verbleib aller Öle festgestellt werden kann. Die Einhaltung der entsprechenden Regularien wird von den Flaggenstaaten und den Hafenstaaten in kurzen Abständen unregelmäßig kontrolliert.
Die Verklappung von Sludge und die Benutzung des ebenfalls giftigen Bunker C wird von Umweltverbänden wie Greenpeace angeprangert.Preise
Die Preise für MFO orientieren sich in Europa am Rotterdamer Markt, international auch an den Märkten von Houston, Fujairah und Singapur. Es werden diverse Sorten notiert, z.B. BUNKER 380 CST (entspricht RMG 380). Die Sorte wird in US-Dollar je 1.000 kg (US-$/t) gehandelt. Verschiedene Publikationsorgane berichten (zum Teil täglich) über aktuelle Handelspreise und Volumina[6][7]. Der Preis versteht sich, zumindest in Rotterdam, als: „delivered in ship“. Eine genaue Definition der diversen Notierungen findet man unter: [3]. Seeschiffe nutzen MFO als Kraftstoff für den Hauptantrieb, der Preis ist seit Frühjahr 2005 von ca. 200 auf über 700 US-$/t gestiegen (IFO 380, Stand Juli 2008, Quelle: Bunker Bulletin). Containerschiffe fahren bereits mit verminderter Geschwindigkeit, um Treibstoff zu sparen. Eine Minderung der Reisegeschwindigkeit von 25 auf 20 Knoten beispielsweise senkt den Verbrauch um rund 50%.
Angebot und Nachfrage
Obwohl beispielsweise in Deutschland die Ölindustrie durch moderne Raffinerie-Techniken (z.B. Delayed Coker, Rauchgasentschwefelung) den Anteil des Schweröls am Produktportfolio deutlich verringert hat, erfreut sich MFO - wegen der stark gestiegenen internationalen Handelsströme und damit verbundenen Schiffsverkehrs - einer verstärkten Nachfrage. Auch wegen des stark ansteigenden Bedarfs der Volksrepublik China ist nicht mit einem Rückgang der Bunker-C-Verbrennung zu rechnen, sondern mit einem Anstieg. Steuern lässt sich das Angebot eigentlich nur über die Rohölauswahl (Verarbeitung „schwererer“ Rohöle).
Aufgrund zunehmend krimineller Energie sind illegale Beimengungen immer häufiger. Es können z.B. Reste aus der Kunststoffherstellung oder Altöle beigemengt werden.Damit lassen sich Entsorgungskosten sparen, und man verdient sogar noch am Verkauf. Die Beimengungen führen nicht selten zu Problemen bei der bordseitigen Kraftstoffreinigung.
Siehe auch
Weblinks
- Det Norske Veritas Petroleum Service
- North of England Protection and Indemnity Club
- Weitere Informationen zum Schweröl
- Preisinfomation
Einzelnachweise
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