31. März 2020

Entwicklung eines hochwertigen CO2-armen Biokraftstoffs

In dem seit Ende 2018 laufenden EU-Forschungsprojekt „Redifuel“ hat der zu Projektbeginn herstellte Ersatzkraftstoff, der das finale „Redifuel“ simuliert, die ersten Testläufe auf dem anwendungsnahen Complete Common Rail System (CoCoS)-Prüfstand der Tec4Fuels GmbH erfolgreich absolviert. Da sich der Produktionsprozess für das Zielprodukt „Redifuel“ noch im Aufbau befindet, wurde von OWI und Tec4Fuels ein Ersatzkraftstoff aus vorhandenen Alkoholen für erste Versuche und Analysen zusammengestellt, der beispielsweise hinsichtlich seiner Dichte, Viskosität und Cetanzahl konform mit der Norm EN 590 für Dieselkraftstoff ist. Das „Redifuel“-Surrogat hat im Testlauf 100 Stunden ohne Ausfall oder Wartung der Common Rail Systemkomponenten absolviert und sich somit erwartungstreu verhalten. Die Injektor-Durchflussrate war während der gesamten Testperiode konstant. Es wurden keine Ablagerungen beobachtet. Der Kraftstoff ist im Laufe des Versuchs durch die forcierte Belastung gealtert. In weiteren Tests werden demnächst verschiedene Mischungen mit unterschiedlichen Surrogat-Konzentrationen im Diesel getestet, um die Auswirkungen des Kraftstoffs auf verschiedene Materialien eines Kraftstoffsystems, der Auswirkungen auf die Schmierfähigkeit und das Alterungsverhalten sowie die Leistung im Motor zu untersuchen.

CoCoS – ein Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für Kraftstoff- und Komponententests

CoCos ist ein speziell für Kraftstoff- und Komponententests designter Hardware in the Loop-Prüfstand, bei dem der Kraftstoff ein vollständiges Diesel Common Rail System im Kreislauf durchströmt und wieder aufgefangen wird. Im Prüfverfahren wird der Kraftstoff bei verschiedenen Testparametern belastet und sein Verhalten über längere Zeiträume analysiert. Diese Tests ermöglichen eine detaillierte Analyse der Drop-in-Fähigkeit des Kraftstoffs sowie seiner Interaktion und Kompatibilität mit dem Kraftstoffeinspritzsystem. Außerdem kann die Einspritzleistung über längere Betriebszeiten beobachtet werden.

Im Forschungsprojekt wird die Herstellung und Einführung eines CO2-armen, flüssigen, biobasierten Kraftstoffs der zweiten Generation einen entscheidenden Schritt vorangebracht. Er könnte ergänzend zur Einführung von Elektromobilität auf Kurzstrecken zur Sicherung der Mobilität über große Distanzen beitragen und damit fossile Kraftstoffe nach und nach ersetzen. Die für die Herstellung eingesetzte Biomasse darf weder eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion noch zu deren Anbauflächen bilden.

Herstellung eines erneuerbaren Diesel-Biokraftstoffs

Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die nachhaltige Nutzung verschiedener biogener Rohstoffe zur Herstellung eines erneuerbaren Diesel-Biokraftstoffs, der in jedem Mischungsverhältnis mit herkömmlichen Kraftstoffen kompatibel (drop-in fähig) ist. Dazu sind neue Technologien und Prozesse für die Herstellung erneuerbarer Kraftstoffe erforderlich. Ein Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines kompakten und hocheffizienten Fischer-Tropsch-Prozesses zur Wandlung von biogenem Synthesegas in ein flüssiges Rohprodukt. Zu dessen Weiterverarbeitung zu einem qualitativ hochwertigen Kraftstoff wird im Projekt ein effizienter Hydroformulierungsprozess entwickelt. Für diesen Produktionsprozess vom Synthesegas bis zum diesel-kompatiblen, normgerechten Biokraftstoff (EN 590) ist ein Design zum Aufbau einer kleinen und einer mittelgroßen Produktionsanlage zu erarbeiten.

Die Produktionskosten sollen je nach Biomassequelle auf dem Niveau von 0,90 – 1,00 € pro Liter liegen und so wettbewerbsfähig mit konventionellen Kraftstoffen sein. Neben einer hohen Energiedichte soll er sich auch durch besonders vorteilhafte Emissionswerte auszeichnen. In einem umfassenden Biomass-to-Wheel-Leistungscheck werden die Umwelt- und Gesellschaftsaspekte der entwickelten Technologien geprüft.

Zur Website des EU-Forschungsprojekts „REDIFUEL“

Das EU-Forschungsprojekt „REDIFUEL“ wird von der Europäischen Union im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 unter dem Förderkennzeichen Nr. 817612 gefördert.