Forschung an CO2-neutralen Kraftstoffen der Zukunft

High-Performance-Fuels auf Methanol-Basis geplant

Prüfstand zur Untersuchung möglicher Wechselwirkungen zwischen neuen Kraftstoffen und kraftstoffführenden Bauteilen von Fahrzeugen. Foto: OWI

16. Januar 2019 – Um seine Klimaziele zu erreichen, muss Deutschland bis zum Jahr 2030 seine gesamten CO2-Emissionen im Vergleich zu 1990 um 38 % verringern. Ein Maßnahmenpaket zur Zielerreichung soll die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energieträger an der Energieversorgung sein. Die Zeit drängt, daher sind effiziente, ökonomisch sinnvolle und praktikable Lösungen gefragt. Optionen für verschiedene klimaneutrale, strombasierte Kraftstoffe soll das nun gestartete Forschungsprojekt „C³-Mobility“ untersuchen. Hergestellt werden sie aus CO2, Wasser und regenerativ erzeugtem Strom. Eine vorab durchgeführte Bewertung ergab, dass für die Herstellung der „Methanolpfad“ gute Voraussetzungen bietet, die oben genannten Anforderungen zu erfüllen. Methanol kann als Basisprodukt mit relativ überschaubarem Aufwand in großen Mengen regenerativ hergestellt und anschließend als flüssiger Energieträger einfach transportiert werden. Das Potenzial der infrage kommenden Technologien, bereits kurzfristig einen signifikanten Beitrag zur Reduktion des CO2-Ausstoßes zu leisten, wird als sehr hoch eingeschätzt und daher in diesem Projekt untersucht.

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Entwicklung eines hochwertigen CO2-armen Biokraftstoffs

Forschungsprojekt REDIFUEL

Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für Tests der Wechselwirkungen regenerativer Brenn- und Kraftstoffe mit technischen Komponenten. Foto: OWI

30. November 2018 – Um die Klimaschutzziele der Europäischen Union zu erreichen, müssen die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 80 % im Vergleich zu 1990 reduziert werden. Im Straßenverkehr, der heute noch nahezu vollständig auf konventionellen Kraftstoffen und Verbrennungsmotoren basiert, sollen die CO2-Emissionen bis dahin um 60 % sinken. Ein Lösungsweg könnte sein, fossile Kraftstoffe nach und nach zu ersetzen, einerseits durch die Einführung von Elektromobilität auf Kurzstrecken und andererseits die Markteinführung von CO2-armen, flüssigen, biobasierten Kraftstoffen der zweiten Generation zur Sicherung der Mobilität über große Distanzen.

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20 Jahre Oel-Waerme-Institut

Forschung für die Energiewende

Brennstoffproben im Test. Foto: OWI

Brennstoffproben im Test. Foto: OWI

29. November 2018 – Die OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH begeht in diesem Herbst ihren 20sten Geburtstag. Das gemeinnützige Forschungsinstitut wurde 1998 in Aachen gegründet und ist seit 2007 ein An-Institut der RWTH Aachen University. Nach seiner Gründung erlebte das OWI ein schnelles Wachstum mit einer Ausweitung seiner Forschungsthemen und blickt auf die erfolgreiche Durchführung zahlreicher wichtiger Forschungsprojekte zurück.

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Technologieforum mit positiver Resonanz

Zukunft der Energieversorgung und die Rolle flüssiger Energien

John Cooper von Fuels Europe erläuterte auf dem Technologie-Forum 2018, wie sich die europäischen Raffineriebetreiber die Strategien und den Wandel flüssiger Brennstoffe bis 2050 vorstellen. Foto: IWO

29. Oktober 2018 – Klimaschutz, Energiewende, Defossilisierung – über die Notwendigkeit dieser Themen besteht weitestgehend Konsens und nicht nur die Mineralölindustrie forscht längst an geeigneten konstruktiven Lösungen. Ein vielversprechender Ansatz: Flüssige Brennstoffe auf Basis erneuerbarer Energien. Welche Potenziale darin stecken und wie weit die Entwicklung vorangeschritten ist, waren die Themen des 2. Technologie-Forums am 17. Oktober 2018 in Aachen.

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Industriewärme mit biogenen Brennstoffen erzeugen

Bio-Mehrstoffbrenner entwickelt

Flammenbild im 100 kW-Kombibetrieb mit Heizöl EL und Biogas. Foto: GWI

22. Oktober 2018 – In einem gemeinsamen Forschungsvorhaben haben das Gas- und Wärme-Institut Essen e. V. (GWI) und das Oel-Waerme-Institut (OWI) einen Kombi-Biobrennstoff-Brenner zur Erzeugung industrieller Prozesswärme konzipiert, gefertigt und getestet. Der Brenner kann neben niederkalorischen Gasen auch flüssige biogene Brennstoffe, wie zum Beispiel Pflanzenöl, effektiv, betriebssicher und schadstoffarm verbrennen.

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Suche nach dem „perfekten“ Heizöl

Ablagerungen bei der Gemischaufbereitung sind technisch beherrschbar

Test der Langzeitstabilität von Heizöl im Wärmeschrank. Foto: OWI

11. September 2018 – Flüssige Brenn- und Kraftstoffe können sich in technischen Systemen wie Dieselmotoren oder Heizgeräten bei der Verdampfung sehr unterschiedlich verhalten. Die Verdampfung ist ein Vorgang, bei dem der flüssige Brennstoff in ein Brenngas überführt wird. Wenn dabei Brennstofftropfen heiße, metallische Oberflächen benetzen, können Ablagerungen (Verkokungen) entstehen, die jedoch in der Regel unschädlich sind. Unter welchen Bedingungen der Umfang der Ablagerungen variiert und sich in seltenen Fällen akkumuliert und zu Funktionsstörungen führen kann, haben das OWI Oel-Waerme-Institut und der Lehrstuhl für Analytische Chemie der Universität Rostock in einem gemeinsamen Forschungsvorhaben untersucht. Auch der noch ungeklärten Frage, welche Inhaltsstoffe in reinem Heizöl für Ablagerungen verantwortlich sind, gingen die Forscher nach.

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Industrielle Abwärme effizient nutzen

Modularer Wärmespeicher in Entwicklung

Zur Nutzung industrieller Abwärme wird ein modularer Wärmespeicher entwickelt. Foto: Steinbeis-Innovationszentrum Innovations- und Wissensstrategien / ENSTOR: Energy Storage Network

9. Juli 2018 – Industrielle Abwärme fällt in einer Vielzahl von Industrieprozessen als Nebenprodukt an und wird derzeit oft ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Dies gilt besonders für Hochtemperaturprozesse  mit Prozesstemperaturen von mehr als 1.000 °C. Die mit der Energiebereitstellung einhergehenden Kosten und CO2-Emissionen stellen eine große Belastung für die Unternehmen und die Umwelt dar. In der Industrie wird die Abwärme bereits häufig durch direkte Wiedereinkopplung zur Beheizung anderer Prozesse sowie zur Strom- oder Drucklufterzeugung genutzt. Jedoch besteht bei vielen Prozessen ein zeitlicher Versatz zwischen der Verfügbarkeit der Abwärme und dem Bedarf an Wärme beziehungsweise elektrischer Energie.

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Dieselkraftstoff und Heizöl

Natürliche Alterungsprozesse verlangsamen

Innenansicht einer Heizölpumpe: Nach rund 400 Stunden Betriebszeit mit Bioheizöl (Heizöl mit 10 % FAME) sind deutlich Ablagerungen erkennbar. Foto: OWI

6. Juli 2018 – Dieselkraftstoff und Heizöl, die chemisch betrachtet zur Gruppe der Mitteldestillate zählen, unterliegen im Laufe der Lagerung einer natürlichen Alterung. Durch die Beimischung von alternativen und biogenen flüssigen Kraftstoffen zu mineralölstämmigen Mitteldestillaten können sich die Alterungsprozesse verstärken. Zum Beispiel begünstigt Fettsäuremethylester aus regenerativen Rohstoffen die verstärkte Bildung von Sedimenten und Säuren sowie die Oxidation. Die Ursachen der Sedimentbildung konnten bisher nicht vollständig aufgeschlüsselt werden.

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Betriebssicherheit von Stand- und Zuheizern erhöhen

Promotion am OWI

Für die Versuche zur Erzeugung von Ablagerungen an Vliesverdampfern wurden Brennstoffmischungen zur Nachstellung der Alterung über mehrere Monate bei 8°C und 40°C eingelagert. Foto: OWI

27. Juni 2018 – M.Sc. Winfried Koch hat im April 2018 seine Dissertation an der RWTH Aachen erfolgreich verteidigt. Seine Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss der thermischen Stabilität von flüssigen Brenn- und Kraftstoffen auf den Aufbau und Abbau von Rückständen in Vliesverdampfern. Sie wurde am OWI Oel-Waerme-Institut im Rahmen des Forschungsprojektes „Einfluss des Verdunstungsverhaltens auf die Verkokungsneigung von flüssigen Brennstoffen auf benetzten Oberflächen“ geschrieben.

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AVIA unterstützt die OWI-Forschung

Sponsoring des „Forschungscluster Future Fuels“

Die Untersuchung der chemisch-physikalischen Eigenschaften neuer und herkömmlicher Brenn- und Kraftstoffe gehört zum Forschungsportfolio des OWI. Foto: OWI

5. Juni 2018 – Die AVIA AG unterstützt seit April 2018 die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH im Bereich künftiger Brenn- und Kraftstoffe (Future Fuels). AVIA und OWI haben eine Sponsoringvereinbarung abgeschlossen, die sich auf die Unterstützung des „OWI Forschungsclusters Future Fuels“ bezieht. Dieser umfasst nach derzeitigem Stand 13 Einzelprojekte für die Jahre 2016 bis 2020 mit einem Gesamtprojektvolumen von rund 6,3 Millionen Euro.

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