Mobilität: Retten synthetische Kraftstoffe den Verbrennungsmotor?

Statt Benzin und Diesel: Retten synthetische Kraftstoffe den Verbrenner?

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Synthetische Kraftstoffe – Rettung für den Verbrennungsmotor?

Mit welchen Motoren in eine saubere und nachhaltige Mobilität? Das ist eine der Kernfragen in der Autoindustrie. Wissenschaftler und Firmen feilen längst an Möglichkeiten, die Lebensdauer von Verbrennern zu verlängern.

Sauberen Diesel oder Benzin aus Strom und CO2 herstellen? Das klingt nach Hexenküche, dabei beschäftigen sich längst Wissenschaftler mit dem Thema: „Durch die Herstellung von nachhaltigen Flüssigkraftstoffen, lassen sich aktuelle Verbrennungsmotoren betreiben, ohne klimaschädliches CO2 auszustoßen“, sagt Jakob Burger, Verfahrenstechniker an der Technischen Universität Kaiserslautern.

Seit die Grünen ihr Verbot für den Verbrennungsmotor im Jahr 2030 ins Spiel gebracht haben, ist immer häufiger die Rede von so genannten „synthetischen Kraftstoffen“ oder „e-fuels“. „Damit werden die Karten neu gemischt“, jubelte der Cheflobbyist der Autobranche, Matthias Wissmann, jüngst.

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Nach den bekannten Biokraftstoffen ist inzwischen die Rede von der „Power-To-X“-Methode. „Mit Hilfe von Elektrolyse kann man Strom in Wasserstoff umwandeln und durch Zugabe von CO2 Kraftstoffe erzeugen“, beschreibt Prof. Stefan Pischinger vom Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen an der RWTH Aachen das Verfahren. Auf diese Weise kann Gas oder flüssiger Kraftstoff hergestellt werden.

Die Abgas-Tests in Deutschland und Europa

  • Die Vorgaben in Deutschland

    Neue Modelle werden in Deutschland und der EU nach dem Modifizierten Neuen Fahrzyklus (MNEFZ) getestet. Die Tests laufen unter Laborbedingungen, das heißt auf einem Prüfstand mit Rollen. Dies soll die Ergebnisse vergleichbar machen. Der Test dauert etwa 20 Minuten und simuliert verschiedene Fahrsituationen wie Kaltstart, Beschleunigung oder Autobahn-Geschwindigkeiten.

  • Wer testet?

    Getestet wird von Organisationen wie dem TÜV oder der DEKRA unter Beteiligung des Kraftfahrt-Bundesamtes (KBA). Dieses untersteht wiederum dem Verkehrsministerium.

  • Kritik an Prüfung

    Die Prüfungen der neuen Modelle werden von ADAC und Umweltverbänden seit längerem als unrealistisch kritisiert. So kann etwa die Batterie beim Test entladen werden und muss nicht - mit entsprechendem Sprit-Verbrauch - wieder auf alten Stand gebracht werden. Der Reifendruck kann erhöht und die Spureinstellungen der Räder verändert werden. Vermutet wird, dass etwa der Spritverbrauch im Alltag so häufig um rund ein Fünftel höher ist als im Test.

  • Weitere Prüfungen

    Neben den Tests für neue Modelle gibt es laut ADAC zwei weitere Prüfvorgänge, die allerdings weitgehend in der Hand der Unternehmen selbst sind. So werde nach einigen Jahren der Test bei den Modellen wiederholt, um zu sehen, ob die Fahrzeuge noch so montiert werden, dass sie den bisherigen Angaben entsprechen, sagte ADAC-Experte Axel Knöfel. Zudem machten die Unternehmen auch Prüfungen von Gebrauchtwagen, sogenannte In-Use-Compliance. Die Tests liefen wieder unter den genannten Laborbedingungen. Die Ergebnisse würdem dann dem KBA mitgeteilt. Zur Kontrolle hatte dies der ADAC bei Autos bis 2012 auch selbst noch im Auftrag des Umweltbundesamtes gemacht, bis das Projekt eingestellt wurde. In Europa würden lediglich in Schweden von staatlicher Seite noch Gebrauchtwagen geprüft, sagte Knöfel.

  • Geplante neue Prüfmethode

    Die EU hat auf die Kritik am bisherigen Verfahren reagiert und will ab 2017 ein neues, realistischeres Prüfszenario etablieren. Damit sollen auch wirklicher Verbrauch und Schadstoffausstoß gemessen werden ("Real Driving Emissions" - RDE). Strittig ist, inwiefern dafür die bisherigen Abgas-Höchstwerte angehoben werden, die sich noch auf den Rollen-Prüfstand beziehen.

In Deutschland testen die ersten Firmen das Verfahren. Audi betreibt im niedersächsischen Werlte eine Power-To-Gas-Anlage. Die 2010 gegründete Firma Sunfire stellt in Dresden Flüssigkraftstoffe her. Audi will künftig zusammen mit Sunfire e-Diesel produzieren.

Besserer Wirkungsgrad als beim Diesel

„Flüssige Kraftstoffe sind das Optimum, weil sie eine sehr hohe Energiedichte haben. Außerdem kann man die gut lagern und transportieren - es gibt schon das Netz und auch die entsprechende Motorentechnik“, sagt Burger. An der TU Kaiserslautern beschäftigt man sich seit Jahren mit dem Thema. „Die letzte Klasse, die so richtig aufkam, sind die Oxygenmethylenether kurz: OME“, so Burger.

„Untersuchungen mit OME-Kraftstoff zeigen bei identischen Betriebsparametern deutlich verbesserte Wirkungsgrade als mit Dieselkraftstoff“, erläutert Michael Günthner vom Lehrstuhl für Antriebe in Kaiserslautern. Der Vorteil sei, dass die Verbrennung dank des hohen Sauerstoffanteils sauberer abläuft. Außerdem kann der e-Diesel schrittweise mit seinem fossilem Pendant gemischt werden.

An der RWTH Aachen kommt man zu ähnlichen Ergebnissen: Mit synthetischen Kraftstoffen seien teilweise Wirkungsgradsteigerungen von mehr als zehn Prozent erreicht worden und Emissionen nahezu Null bei Stickoxiden und Partikeln, so Stefan Pischinger. Nach dem heutigen Stand blieben vom Strom – je nach Kraftstoff – etwa 45 bis 60 Prozent Energie übrig. „Wir werden beim Wirkungsgrad aber sicher noch besser, und somit in Richtung von mehr als 60 Prozent kommen.“

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