E-Fuels sind startklar

Forschungsprojekt NormAKraft bewertet den Stand der Forschung

Prüfstand zur Untersuchung der Materialkompatibilität von Motorkomponenten mit E-Fuels

Die Entwicklung synthetischer Kraftstoffe aus erneuerbaren Quellen, die als sogenannte E-Fuels einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und geringeren Schadstoffemissionen leisten könnten, hat bereits einen hohen technischen Reifegrad erreicht. Die besten Chancen auf eine zeitnahe Markteinführung haben solche Kraftstoffe, die mit der bestehenden und aktuellen Motortechnik kompatibel sind sowie den geltenden Kraftstoffnormen entsprechen. Dies trifft vor allem auf Fischer-Tropsch-Diesel, Methanol-to-Gasoline-Produkte (als Benzinersatz) und synthetisches paraffinisches Kerosin sowie die Gase Wasserstoff und Methan zu.

Dies ist eines der Ergebnisse des Forschungsprojekts „NormAKraft – Normkonformität alternativer Kraftstoffe“, an dem unter anderen Partnern auch die TEC4FUELS GmbH und die OWI Science for Fuels gGmbH beteiligt waren. Im Projekt haben die beiden Unternehmen Untersuchungen zur Materialkompatibilität, den physikalisch-chemischen Eigenschaften und der Normenkonformität der E-Fuels durchgeführt.

Geforscht wird darüber hinaus auch an E-Fuels wie Methanol, Dimethylether, Oxymethylenether, Dimethylcarbonat und Methyformiat. Neben einer nahezu ausgeglichenen CO2-Bilanz können sie durch ihren höheren Sauerstoffgehalt die Emissionen von Schadstoffen wie Ruß, Stickoxiden und unverbrannten Kohlenwasserstoffen teils auf nahezu null senken. Allerdings weichen ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften zum Teil deutlich von herkömmlichen Kraftstoffen ab, so dass sie einerseits nicht den geltenden Kraftstoffnormen entsprechen und andererseits für ihren Einsatz technische Veränderungen an der Motortechnik erforderlich sind.

Die Einsatzmöglichkeiten von E-Fuels liegen beispielsweise in schwer elektrifizierbaren Bereichen wie der Luftfahrt (paraffinische Kerosine gelten auf Langstreckenflügen als alternativlos), auf langen Strecken im schweren Nutzfahrzeugbereich, bei schweren Off-Road-Fahrzeugen und -Maschinen sowie im Pkw-Bestand für eine Übergangszeit bis zur Elektrifizierung aller Fahrzeuge. In der Schifffahrt befinden sich hauptsächlich Methanol und Ammoniak als E-Fuels in der Diskussion.

Regulatorische Rahmenbedingungen bremsen E-Fuels

Zwischen der technischen Reife neuer E-Fuels und ihrer Verfügbarkeit für alle Verbraucher liegen allerdings noch einige Hürden. Kraftstoffe müssen neben der Normung auch einer Reihe von weiteren europäischen und länderspezifischen Richtlinien und Verordnungen entsprechen. Zu nennen sind hier vor allem die europäische REACH-Verordnung, die Erneuerbare-Energien-Richtlinie, die Kraftstoffqualitätsrichtlinie sowie in Deutschland das Bundes-Immissionsschutzgesetz mit den einzelnen Bundes-Immissionsschutzverordnungen. Aktuell gibt es darin noch eine Reihe von Regelungen, die Investitionen in den Aufbau großtechnischer Produktionsanlagen und die Anwendung synthetische Kraftstoffe erschweren beziehungsweise verhindern. Ohne einen sicheren Rechtsrahmen ist für Investoren kein Aufbau tragfähiger Geschäftsmodelle und damit keine breite Markteinführung alternativer klimaschonender Kraftstoffe möglich.

Das Projekt „NormAKraft – Normkonformität alternativer Kraftstoffe“ liefert hier wertvolle Erkenntnisse zu den technischen Randbedingungen. Es war ein Teilvorhaben der Begleitforschung zur Förderinitiative „Energiewende im Verkehr“ (BEniVer) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz und wurde von der DECHEMA e.V., Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., koordiniert.

Ein Abschlussbericht mit Fact Sheets zu den untersuchten alternativen synthetischen Kraftstoffen ist auf der Website der DECHEMA verfügbar unter https://dechema.de/normakraft-path-123211,124930.html

Tec4Fuels ist ein Kompetenzzentrum für konventionelle und alternative Brenn-, Kraft-, Treib- und Schmierstoffe (Fuels) und deren Anwendung in bestehenden und neuen Technologien. Das Unternehmen erbringt Dienstleistungen in der Forschung und Entwicklung von technischen Komponenten und Produkten, Systemen und Energieträgern sowie deren Anwendung im Energiemarkt für Fuels. Tec4Fuels bietet ergänzend zu Prüfverfahren und Kraftstoff-Checks auch mit Forschung und Entwicklung verbundene Beratungs- und sonstige Dienstleistungen an. Hierzu gehören auch die Prüfung und Zertifizierung, die Vermittlung sowie die Herstellung und der Vertrieb der Produkte.
TEC4FUELS unterstützt seine Kunden auf folgenden Gebieten:
– Test- und Prüfverfahren
Entwicklung spezieller Hardware-in-the-Loop-(HiL) Systeme und Durchführung von Prüfverfahren zur Qualitätssicherung technischer Komponenten sowie konventioneller und alternativer Brenn-, Kraft-, Treib- und Schmierstoffe
– Kraftstoff-Check für Netzersatzanlagen
Überwachung der Qualität von Kraftstoffvorräten in Netzersatzanlagen (Notstromaggregaten) zur Erhaltung der Verfügbarkeit und Betriebssicherheit
– Technisches Consulting
Beratung in grundlegenden Fragen des Innovationsmanagements über die Vor-, Konzept- und Serienentwicklung bis hin zum Aftersales

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