Methanol – eine Plattform für CO2-arme Kraftstoffe

Neue alternative Kraftstoffe in der Erprobung

Dimethylether befindet sich bereits in Fahrzeugtests bei Ford in der praktischen Erprobung. (Bildquelle: FVV/ Charles Yunck)

Methanol ist eine der Chemikalien, die in Zukunft auch für die Produktion treibhausgasarmer Kraftstoffe eine zunehmend wichtige Rolle spielen könnten. Zwar liegt der Schwerpunkt der Herstellung von Methanol gegenwärtig hauptsächlich auf fossilen Rohstoffen. Doch die Produktionsverfahren von Methanol und dessen Weiterverarbeitung zu Kraftstoffen ermöglichen künftig prinzipiell auch den Einsatz regenerativer Rohstoffe. „Treibhausgasarme methanolbasierte Kraftstoffe, die aus erneuerbaren Quellen herstellbar sind, könnten neben der Elektromobilität eine wichtige Rolle beim Klimaschutz spielen, insbesondere wenn sie in den auf lange Sicht noch vorhandenen Bestandsfahrzeugen mineralölbasierte Kraftstoffe nach und nach ersetzen würden“, erklärte Klaus Lucka, Geschäftsführer der TEC4FUELS GmbH, bei seinem Vortrag über neue alternative Kraftstoffe anlässlich der Eurofuel-NORA-Webkonferenz Anfang September 2020.

Die Herstellung von Methanol ist aus Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) möglich. Bei einer regenerativen Methanolherstellung kann das CO aus den Abgasen von Kraftwerken oder der Umgebungsluft abgeschieden oder aus Biomasse gewonnen werden. Die Produktion von Wasserstoff ist durch die Elektrolyse von Wasser mit regenerativ erzeugtem Strom aus Wind- oder Solarkraftwerken machbar. Aus der chemischen Synthese von CO und H2 entsteht „grünes“ Methanol, das zu neuen alternativen Kraftstoffen wie Di-Methylether (DME), Oxymethylenether (OME), Octanol, Butanol und Methanol-to-Gasoline (MtG) weiterverarbeitet werden kann. Für die Verwendung von DME und OME als Kraftstoff werden derzeit neue Normen erarbeitet, und für Methanol werden zurzeit in einem Forschungsprojekt die technischen Grundlagen für die Normung geschaffen. „Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine mögliche Markteinführung. Darum konzentrieren sich aktuelle Forschungsprojekte zu alternativen Kraftstoffen und Antrieben im Methanolpfad auf diese drei recht weit gediehenen Optionen“, sagte Klaus Lucka.

DME ist unter Normalbedingungen gasförmig und wird unter geringem Druck von 6 bis 7 bar flüssig. Es ist im Prinzip handhabbar wie Flüssiggas (LPG) als Kraftstoff und erfordert ähnliche technische Modifikationen am Motor. Ein wichtiger Unterschied zu LPG: DME ist in Dieselmotoren einsetzbar. OME ist ein flüssiger Kraftstoff, der als Beimischung zu herkömmlichen Kraftstoffen ausschließlich für Dieselfahrzeuge geeignet ist. Neben geringen CO2-Emissionen weist er auch eine signifikante Reduktion der Ruß-Emissionen auf. Im Methanol-to-Gasoline-Verfahren wird Methanol zu einem hochoktanigen Benzinersatz umgesetzt. Der Kraftstoff ist schwefelfrei und hat niedrige Benzol-Gehalte.

Bevor diese Kraftstoffe in den Markt eingeführt werden können, sind umfangreiche Tests erforderlich, zum Beispiel auf ihre Kompatibilität mit anderen Kraftstoffen und den Materialien von kraftstoffführenden Bauteilen sowie ihre Lagerfähigkeit“, erläuterte Klaus Lucka. Welche Anforderungen an neue Kraftstoffe gestellt werden und wie schnelle, kostengünstige und valide Testverfahren für Kraftstoffe und technische Komponenten die Markteinführung neuer Produkte absichern können, erfahren sie im zweiten Teil unserer Artikelserie.

Den Vortrag von Klaus Lucka auf youtube anschauen

Tec4Fuels ist ein Kompetenzzentrum für konventionelle und alternative Brenn-, Kraft-, Treib- und Schmierstoffe (Fuels) und deren Anwendung in bestehenden und neuen Technologien. Tec4Fuels erbringt Dienstleistungen in der Forschung und Entwicklung von technischen Komponenten und Produkten, Systemen und Energieträgern sowie deren Anwendung im Energiemarkt für Fuels. Dies umfasst die Entwicklung und Durchführung von realitätsnahen Hardware-in-the-Loop (HiL) -Prüfverfahren zur Bestimmung der Funktionsfähigkeit und Leistung von Anwendungstechnologien und Kraftstoffen. Das Ziel der Untersuchungen ist in der Regel die Optimierung der Betriebssicherheit und Lebensdauer technischer Komponenten und Systeme.

TEC4FUELS unterstützt seine Kunden auf folgenden Gebieten:
– Test- und Prüfverfahren
Entwicklung spezieller HiL-Systeme und Durchführung von HiL-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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