Klimaneutrale Mobilität: Tenneco forscht an E-Fuels zur Optimierung von Verbrennungsmotoren

Der US-amerikanische Automobilzulieferer setzt bei Verbrennern auf synthetische Kraftstoffe (E-Fuels), um die CO2-Emissionen auf nahezu Null zu bringen.

Das Tenneco-Motorentestzentrum in Burscheid. Das Unternehmen erforscht synthetische Kraftstoffe für klimaneutrale Mobilität. Im Rahmen des Forschungsprojekts Namosyn führt Tenneco in Burscheid auf dem Motorenprüfstand umfangreiche Tests mit nachhaltig produzierten synthetischen Kraftstoffen für den Einsatz in Benzin- und Dieselmotoren unter realen Bedingungen durch. | Bild: Tenneco.
Das Tenneco-Motorentestzentrum in Burscheid. Das Unternehmen erforscht synthetische Kraftstoffe für klimaneutrale Mobilität. Im Rahmen des Forschungsprojekts Namosyn führt Tenneco in Burscheid auf dem Motorenprüfstand umfangreiche Tests mit nachhaltig produzierten synthetischen Kraftstoffen für den Einsatz in Benzin- und Dieselmotoren unter realen Bedingungen durch. | Bild: Tenneco.
Claudia Leistritz

Verbrennermotoren, so der Spezialist für Stoßdämpfungs- und Abgasregelsysteme, könnten für die klimaneutrale Mobilität zukünftig eine wichtige Rolle spielen. Denn betrieben mit E-Fuels liefen diese praktisch emissionsfrei. Tenneco will verbrennerbetriebene Fahrzeuge in Hinsicht auf Kraftstoffeffizienz und Emissionsreduzierung optimieren und hat nun ein Forschungsteam zusammengestellt, das das Potenzial von synthetischen Kraftstoffen in dieser Hinsicht untersuchen soll. Aus erneuerbaren Energiequellen sollen „geschlossene CO2-Kreislaufpotenziale“ entstehen.

Die Powertrain Business Group des Unternehmens arbeitet den Angaben zufolge auf diesem Gebiet innerhalb einer größeren Forschungsgruppe mit Wissenschafts- und Branchenexperten zusammen. Im Fokus der Untersuchungen zum Einsatz synthetischer Kraftstoffe stünden einerseits die technischen Möglichkeiten, andererseits die wirtschaftliche Machbarkeit. Auf diese Weise will man prüfen ob sich E-Fuels als Schlüsseltechnologie für den Übergang der Automobilbranche zu einem klimaneutralen Transport eignen. Dabei erzwingt das Verfahren keine wesentlichen Systemeingriffe. Es können die üblichen Motoren-, Kraftstoffverteilungs- und Tankstelleninfrastrukturen genutzt werden, heißt es.

Antrieb nahezu emissionsfrei

Pkw, Nfz und sogar die Schiffsindustrie könnten E-Fuels, gewonnen mit Hilfe von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windkraft, nutzen und damit einen geschlossenen CO2-Zyklus „aus einer ganzheitlichen ‚Well-to-Wheel‘-Perspektive“ schaffen, so das Unternehmen weiter. Im Gegensatz zu Kraftstoffen auf Grundlage von Erdöl erzeuge diese klimaneutrale Alternative deutlich weniger Gesamtemissionen. Die Clean-Air-Experten von Tenneco könnten mit den übrigen Schadstoffen dann in der entsprechenden Nachbehandlung besser umgehen.

In Benzin- und Dieselmotoren verwendbar

Synthetisch produzierte, „klimaneutrale“ E-Fuels müssten zum Einsatz in herkömmlichen Benzin- und Dieselmotoren nur wenig modifiziert werden, berichtet der Zulieferer, der sowohl im Erstausrüstungs-, wie im Aftermarket-Geschäft aktiv ist und die großen Fahrzeughersteller beliefert.

Schnelle, attraktive Lösung

Geeignet seien diese neuen Kraftstoffe damit nicht nur für traditionelle Fahrzeuge, sondern auch alternative Antriebe wie beispielsweise Hybride. Daneben komme die gut ausgebaute und etablierte Struktur rund um den Betrieb von Verbrennungsmotoren auch dem Einsatz von E-Fuels entgegen, denn diese fügten sich problemlos in dieses System ein und stünden den Verbrauchern über die entsprechende Kraftstoffverteilung und Tankstelleninfrastruktur „mit nur geringfügigen Anpassungen“ zur Verfügung, so Tenneco weiter. Diese Rahmenbedingungen trügen zu einer kurzfristigen, schnellen Marktreife der Technologie bei und machten diese noch attraktiver.

Lösungen zu finden, um den ökologischen Fußabdruck von Fahrzeugen zu reduzieren sei unstrittig und allgemein anerkannt, äußerst sich dazu Dr. Steffen Hoppe, Director Global Technology für Kolbenringe und Zylinderlaufbuchsen bei Tennecos Business Group Powertrain in Burscheid. Verbrennungsmotoren seien beliebt und weit verbreitet, von Pkw über Lkw, Nutzfahrzeuge, Schiffsantriebe, Bau- und Landmaschinen. Synthetische Kraftstoffe könnten dieser Masse an Fahrzeugen ohne gravierende Umstellungen auf schnelle Weise einen günstigeren CO2-Fußabdruck verschaffen.

„Unabhängig von den unterschiedlichen Meinungen, wann die vollständige Elektrifizierung erreicht sein wird: Jede Technologie, die wir jetzt einsetzen können, die eine signifikante Reduzierung der CO2-Emissionen oder sogar den CO2-neutralen Betrieb des Verbrennungsmotors ermöglicht, wird wesentlich zur rechtzeitigen Erreichung der Klimaziele beitragen. Wir freuen uns, eine aktive Rolle bei der Entwicklung dieser Art von Technologie zu spielen“,

meint Hoppe.

Vom BMBF gefördert

Dem Forschungsprojekt Namosyn (Nachhaltige Mobilität mit synthetischen Kraftstoffen) hat sich Tenneco mit seiner Powertrain Business Group angeschlossen. Es soll zur Förderung des Verständnisses der synthetischen Kraftstofftechnologie dienen und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Den Angaben zufolge ist daran eine ganze Reihe von Automobilzulieferern, Fahrzeug- und Kraftstoffherstellern, Chemieunternehmen, Fraunhofer-Instituten und Universitäten beteiligt. Die Forschungen sollen laut Bericht bis März 2022 dauern.

Tenneco-Forschungsabteilung in Burscheid

Für das Vorhaben verfügt das Team in Burscheid über 19 vollautomatische und überwachte Hochleistungsprüfzellen, anhand derer untersucht werden soll, wie innovative Kolbenringkonstruktionen in Kombination mit synthetischen Kraftstoffen möglichst emmissionsfrei betrieben werden können.

Mehrere Substanzen unter der Lupe

Daneben will man eigenen Angaben zufolge auch „kostengünstige und energieeffiziente“ Verfahren zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe entwickeln sowie deren Einsatz in Verbrennungsmotoren testen. Auf dem Gebiet von Dieselkraftstoffen handele es sich um die Gruppe der Oxymethylenether (OME), bei Ottomotoren in erster Linie um Dimethylcarbonat (DMC) sowie Methylformiat (MeFo). Außerdem werden aber zur Bestimmung der optimalen Zusammensetzung über die gesamte Prozesskette hinweg auch verschiedene Materialkombinationen erprobt, so Tenneco.

Erste Erfolge

Man habe bereits ermutigende erste Testergebnisse erhalten, heißt es. So seien bei der Verwendung synthetischer Kraftstoffe in Verbrennungsmotoren tatsächlich Reduktionen „aller Stickoxid-, Kohlenmonoxid- und Partikelemissionen“ um 50 Prozent und sogar mehr nachgewiesen worden. Nun wolle man möglichst rasch zu praktikablen Lösungen kommen:

„Um die zeitnahe Markteinführung synthetischer Kraftstoffe so weit wie möglich aktiv zu unterstützen, testen wir auch Mischungen oder Mischungen von konventionellen Kraftstoffen und E-Fuels unter realen Bedingugen auf unseren Motorenprüfständen“,

sagt Bartosch Gadomski, Senior Test Engineer und Projektleiter Namosyn bei Tenneco. Die Prüfgeräte werden dann im letzten Schritt in Testfahrzeugen eingesetzt und auf Fahrverhalten und Emissionen hin untersucht. Außerdem erprobt man die Eignung von E-Fuels für die bestehende Kraftstoffinfrastruktur wie in Tankwagen oder Tankstellensystemen und entwickelt Lösungskonzepte für neue Anforderungen oder Anpassungen.

Technologiemix für nachhaltige Mobilität

E-Fuels stellten ein wichtiges Element im „Technologiemix“ innerhalb der nachhaltigen Mobilität dar, so das Unternehmen. Hergestellt werden diese synthetischen Kraftstoffe dabei bevorzugt mit aus „klimaneutralen erneuerbaren Quellen“ erzeugtem Strom. Damit sollen „klimagefährdende Emissionen“ möglichst gering gehalten werden.

Synthetische Kraftstoffe werden im wesentlichen gewonnen, indem man den aus Elektrolyse stammenden Wasserstoff mit dem aus industriellen Abgasen oder aus der Luft stammenden Kohlendioxid (CO2) mischt. Das vermischte Gas wird dann in synthetischen Kraftstoff umgewandelt und weist ähnliche Eigenschaften auf wie herkömmlicher Sprit. Tenneco untersucht in diesem Zusammenhang verschiedene synthetische Kraftstoffe wie Methanol oder Ethanol, um sie auf ihre Tauglichkeit für Materialmischungen hin zu untersuchen. In der Anwendung werde ein geschlossener CO2-Kreislauf sichergestellt, denn im „well-to-wheel“-Ansatz gebe das Fahrzeug im Betrieb dann nur noch so viel CO2 ab, wie zur Herstellung des synthetischen Kraftstoffs aus der Luft genommen wurde.

Tenneco hat sich bei seinen Forschungen eigenen Angaben zufolge zum Ziel gesetzt, den höchstmöglichen Wirkungsgrad von Verbrennungsmotoren mit der größtmöglichen Reduzierung von Rohemissionen, insbesondere Partikelemissionen, zusammenzubringen. Um die Klimaziele zu erreichen, müsse man den Verbrennersektor mit dem Löwenanteil an Fahrzeugen in den Blick nehmen, meint Hoppe:

„Die Entwicklung neuer Fahrzeuge mit ICE- (Internal Combustion Engine, Verbrennermotor) Antrieben muss das Ziel verfolgen, dass diese Antriebe klimaneutral sind. Wir brauchen synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff aus nachhaltigen Energiequellen, um die Klimaziele für zukünftige Pkw und Lkw, aber auch für die Millionen bestehender Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor zu erreichen.“

 

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