Heizöl

Heizöl ist ein flüssiger Brennstoff. Als Mitteldestillat des Erdöls wird es aus Gasöl hergestellt.

Heizölsorten Die DIN 51603 bzw. die entsprechende ÖNORM C 1109 unterscheidet zwischen mehreren Heizölsorten. Die Heizölqualitäten sind nach steigender Dichte, dem Asche- und Schwefelanteil sowie dem Verhältnis Kohlenstoff zu Wasserstoff (C/H) bezeichnet:

EL (Extra Leicht) EL schwefelarm, hauptsächlich zur Verwendung in Brennwertanlagen gedacht; Pflicht, wenn das Kondensat ohne vorige Neutralisation in die Kanalisation geleitet wird. In der Regel ist der Füllanschluss dann mit einem grünen Deckel verschlossen L (Leicht) M (Mittel) S (Schwer) ES (Extra Schwer)

Die Sorten L und M stammen üblicherweise aus Teerölen und werden nur noch selten verwendet.

Heizöl Extra Leicht (HEL)

DIN 51603-1 differenziert zwischen zwei Heizöl-EL-Sorten: Heizöl EL (abgekürzt: HEL) und Heizöl EL schwefelarm. Die Bezeichnung „EL“ steht für „extra leicht(flüssig)“. „Heizöl EL“ unterscheidet sich vom „Heizöl EL schwefelarm“ durch seinen maximal zulässigen Schwefelanteil. Laut DIN 51603 Teil 1 darf Heizöl EL seit 1. Januar 2008 einen Schwefelanteil von maximal 1000 mg/kg aufweisen, Heizöl EL schwefelarm maximal 50 mg/kg. Beide Heizölsorten nach DIN 51603-1 werden für eine sichere Logistik mit einer „Raffinerieadditivierung“ versehen: HEL Standard mit „Raffinerieadditivierung“ (u. a. Additive zur Verbesserung der Filtrierbarkeitsgrenze, s. u.) HEL schwefelarm mit „Raffinerieadditivierung“ (u. a. Additive zur Verbesserung der Filtrierbarkeitsgrenze, s. u.)

Allerdings wird die Heizölsorte HEL Standard in Deutschland nicht mehr hergestellt und hat durch vereinzelte Importe lediglich einen verschwindend geringen Marktanteil von kleiner 1 %. Schwefelarmes Heizöl wurde speziell für den Einsatz in Brennwertkesseln entwickelt, die den heutigen Stand der Technik darstellen. Die Neutralisierung des Kondensats kann beim Einsatz von schwefelarmem Heizöl entfallen.

Herstellung HEL ist eine Mischung aus Kerosin, verschiedenen Gasölfraktionen sowie diversen Additiven (Letztere im mg/kg-Bereich). Kerosin und Gasöl werden großteils durch Fraktionierung von Erdöl als Mitteldestillatfraktionen gewonnen und für die HEL-Herstellung – zumindest teilweise – in Hydrodesulfurierungsanlagen entschwefelt. Daneben kommen Mitteldestillatfraktionen aus Crackanlagen zum Einsatz (beispielsweise HCU-Kerosin, HCU-Gasöl, hydriertes Light Cycle Oil).

HEL ist eine auf die erforderlichen Spezifikationen zugeschnittene Mischung, ein Blend. Die zur Verfügung stehenden Komponenten können stark schwankende Qualitäten (rohölabhängig) aufweisen, so dass jede Charge gegebenenfalls mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen (Kerosin/Leichtgasöl/Schwergasöl) hergestellt werden muss, um alle Spezifikationen zu erfüllen. Weiterhin stehen die Produkte Dieselkraftstoff und Jet bezüglich (fast) aller Komponenten „in direkter Konkurrenz“ zu HEL (siehe auch: Koppelproduktion). Unterschiedliche Bedarfsvolumen der Mitteldestillatprodukte haben deshalb einen Einfluss auf die Zusammensetzung von HEL (siehe auch: Produktionsplanung).

HEL hat – im Gegensatz zu Diesel – keine saisonabhängigen Spezifikationen, erfordert also keine saisonabhängigen Blends.

In Deutschland wurden 2018 ca. 10,1 Millionen Tonnen Heizöl EL hergestellt. Damit beträgt der Produktionsanteil nur noch 10 % von in deutschen Raffinerien hergestellten Mineralölprodukten, während 1990 noch 22 % der Produktionsmenge als Heizöl EL ausgebracht wurde.

Additive Additive (lat. additivum hinzugegeben, beiliegend) werden definiert als Zusatzstoffe, die Kraft-, Brenn- und Schmierstoffen zugesetzt werden, um erwünschte Eigenschaften zu erreichen und zu verbessern. Die Filtrierbarkeitsgrenze (engl. Cold Filter Plugging Point, CFPP; eine Temperaturangabe) kann bei allen HEL-Sorten durch entsprechende Additive reduziert werden.

Antioxidantien, Metalldeaktivatoren, Detergentien und Dispergatoren verhindern die Bildung und „Ausflockung“ von Alterungsprodukten, bzw. erhöhen die thermische Stabilität des HEL. Solche Additive werden dem „Premium“-HEL zugesetzt.

Durch die Schmiereigenschaft verbessernde Zusätze (Lubricity-Additive) wird die Schmierfähigkeit des schwefelarmen HEL eingestellt (s. u.). Aschebildende Additive wie beispielsweise das Ferrocen sind im schwefelarmen Heizöl unzulässig.

Eigenschaften Die Hauptbestandteile des HEL sind vorwiegend Alkane, Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe mit etwa 9 bis 22 Kohlenstoff-Atomen pro Molekül und einem Siedebereich zwischen 150 °C und 390 °C. Weitere Eigenschaften werden durch die Spezifikationen bestimmt.

Spezifikationen

mini|Siedeverläufe qualitativ

Die Spezifikationen werden durch die Norm DIN 51603-1 geregelt.

Die seit September 2011 gültige neue Version der DIN 51603-1 erlaubt im Standard- und schwefelarmen Heizöl auch Paraffinfraktionen, die aus Synthese oder Hydrierung gewonnen wurden, wie zum Beispiel hydrierte Pflanzenöle. Es dürfen weder aufgearbeitetes Altöl und Beimischungen von chlorhaltigen Stoffen noch anorganische Säuren enthalten sein. Zudem wurde der Grenzwert für das thermische Sediment, das sich bei der Methode zur Bestimmung der thermischen Stabilität bilden darf, auf 140 mg/kg festgelegt und ein Prüfverfahren für die Bestimmung der Lagerstabilität definiert.

Der Schwefelanteil ist auf 1000 mg/kg und für HEL schwefelarm auf 50 mg/kg begrenzt. Im Winter kann es durch Ausscheidung von Paraffinkristallen zu Verstopfungen im Brennstofffilter, bzw. – bei Außenlagerung – zum Erliegen der Brennstoffversorgung kommen. Deshalb müssen Leitungen zwischen außenliegenden Tanks und dem Brenner frostsicher verlegt werden. Dies ist bei einer Mindesttiefe von 1 Meter der Fall. Zwei Prüfparameter beschreiben das Kälteverhalten eines Brennstoffs: der sogenannte Cloud Point (abgekürzt CP) und Cold Filter Plugging Point (abgekürzt CFPP). Während der CP durch eine veränderte Herstellung von HEL (Kerosinbeimischung) beeinflusst werden kann, wird der CFPP vielfach über die Zugabe von Additiven eingestellt. Der CP darf maximal +3 °C betragen. Die Cold-Filter-Plugging-Point-Spezifikation ist an den aktuellen Cloud Point gebunden:

max. −12 °C bei einem CP von +3 °C max. −11 °C bei einem CP von +2 °C max. −10 °C bei einem CP ≤ +1 °C

Ist beispielsweise der CP = +3 °C, so muss der CFPP −12 °C betragen, ist der CP +2 °C, so kann man den CFPP auf −11 °C erhöhen. Ein niedrigerer CP bedeutet einen höheren Kerosinanteil im Blend, aber – bedingt durch den niedrigeren CFPP – einen niedrigeren CFPP-Improver-Additiv-Verbrauch. Der Hersteller entscheidet dann, welche Blendingstrategie für ihn die ökonomisch beste Lösung darstellt.

Der sogenannte Pourpoint (PP) spielt bei der HEL-Spezifikation keine Rolle mehr.

Weiterhin sind die Dichtespezifikation (≤ 860 kg/m³), der Brennwert (≥ 45.4 MJ/kg), die Viskosität (≤ 6,0 mm²/s bei 20 °C) und der Flammpunkt (> 55 °C) erwähnenswert. Die niedrige Viskosität garantiert – auch ohne Vorwärmung – eine ausreichende Zerstäubung an der Brennerdüse, der relativ hohe Flammpunkt eine sichere Handhabung und Lagerung. Um die Schmierung der Heizölpumpen sicherzustellen, wird für HEL schwefelarm auch die Schmierfähigkeit festgelegt. Sie wird mit der HFRR-Methode ermittelt und sollte maximal 460 µm betragen (analog zu Diesel).

Verbrauch In Deutschland wurden 2015 ca. 16,13 Millionen Tonnen HEL verkauft. Das Defizit gegenüber dem niedrigeren, inländischen Herstellungsvolumen wird hauptsächlich durch Importe über Rotterdam gedeckt. Vom Verbrauch entfielen 2001 60 % auf private Haushalte, 30 % auf das Gewerbe und 8 % auf die Industrie (einschließlich nicht energetischer Verbrauch). Der Rest (2 %) diente zur Strom-, Fernwärme- und Gaserzeugung., Broschüre des Mineralölwirtschaftsverband e. V.

Missbrauch Technisch gesehen ist HEL als Kraftstoff in (älteren) Dieselmotoren verwendbar. Bis 1994 waren beide Produkte nahezu identisch, so dass damals Dieselmotoren problemlos in der Lage waren, HEL zu verbrennen. Der Einsatz als Kraftstoff für Fahrzeuge ist jedoch als Steuerhinterziehung strafbar. Weiterhin erlischt die Betriebserlaubnis des Kraftfahrzeugs, mit allen hieraus resultierenden rechtlichen Konsequenzen.

Um eine Verwechslung auszuschließen, wird HEL (und HEL schwefelarm) mit einem roten Farbstoff eingefärbt. Das deutsche Mineralölsteuergesetz schrieb in seiner ursprünglichen Fassung von 1964 zur Markierung von steuerbegünstigten Mineralölen (zum Beispiel Heizöl) den Farbstoff Sudanrot 7B (Solvent Red 19) vor. Die Verbindung ist ein Pulverfarbstoff und seine Verarbeitung ist mit den bekannten Nachteilen verbunden, z. B. Expositionsgefahr in Produktion und Verarbeitung, hoher Verbrauch an Lösemitteln zur Herstellung der „packages“ und zeitraubende Lösevorgänge. Mit der Zulassung von modifizierten Farbstoffen wurde das Mineralölsteuergesetz 1977 den aktuellen technischen und gewerbehygienischen Erfordernissen angepasst. Seit diesem Zeitpunkt werden Flüssigfarbstoffe verwendet und verarbeitet. Nach der aktuellen Verordnung und Spezifikation des Bundesfinanzministeriums im Mineralölsteuergesetz und der TRGS 614 (Verwendungsbeschränkungen für Azofarbstoffe, die in krebserzeugende aromatische Amine gespalten werden können) zum Markieren von Mineralöl wird ein Flüssigfarbstoff eingesetzt, der aus zwei Komponenten (CAS-Nummern N-(2-Ethylhexyl)-1-[{2-methyl-4-[(2-methyl-phenyl)azo]phenyl}azo]naphthalin-1-amin und 1-[{2-Methyl-4-[(2- methylphenyl)-azo]- phenyl}-azo]-N-tridecylnaphthalen-2-amin) besteht. Ferner wird für den Mineralöl-Export der Farbstoff Solvent Red 215 (CAS-Nr. ) verwendet. Für das gleiche Einsatzgebiet wird der genannte Flüssigfarbstoff (CAS-Nummer ) auch in die Bundesrepublik Deutschland importiert. Darüber hinaus werden nach Kenntnis des AGS aus benachbarten EG-Ländern Mineralöle importiert, die nach den dortigen Vorschriften mit den Azofarbstoffen Sudan IV (85-83-6), Solvent Red 164 (92257-31-3) oder Solvent Red 215 (85203-90-3) eingefärbt sind.arbeitssicherheit.de: , abgerufen am 11. November 2016. Daneben enthielt Heizöl als weiteren Markierungsstoff farbloses Furfural zur Überführung von Steuerhinterziehern. Seit 2002 hat die EU einheitlich auf die Kennzeichnung mit dem Gelbmarker Solvent Yellow 124 (34432-92-3) umgestellt, dessen analytischer Nachweis wesentlich weniger aufwendig durchzuführen ist. Da Solvent Yellow 124 das Heizöl selbst nur unwesentlich färbt, werden ergänzend 4,1 bis 4,9 mg/l der Azofarbstoffmischung Sudanrot M 462 zugesetzt. Sudanrot M 462 besteht aus den o. g. Rotfarbstoffen N-Ethyl-hexyl-(tolylazotolylazo)naphthyl-2-amin und N-Tridecyl-1-(tolylazotolylazo)naphthyl-2-amin und kann das krebserregende o-Toluidin abspalten.Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung , abgerufen am 11. November 2016.

Weder der Farb- noch der Markierstoff beeinträchtigen den Einsatz in Motoren und Heizungsanlagen. Mit einfachen Verfahren lassen sich geringe Anteile an Solvent Yellow 124 im Kraftstoff nachweisen. Gezielte Kontrollen führt der Zoll regelmäßig und in begründeten Verdachtsfällen durch.